https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/410/22039/Planta_2019_Ano_15_No_26_Diciembre.pdf f4e430ea1355e702f5b42bf5f07982f8 PDF Text Text ISSN: 2007-1167 Año 15, No. 26 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Diciembre 2019 �Contenido IN MEMORIAM ® Una publicación de la Universidad Autónoma de Nuevo León Ing. Rogelio G. Garza Rivera Rector Dr. Santos Guzmán López Secretario General M.A. Emilia Edith Vásquez Farías Secretario Académico Dr. Celso José Garza Acuña Secretario de Extensión y Cultura Antonio Jesús Ramos Revillas Director de Editorial Universitaria Dr. José Ignacio González Rojas Director de la Facultad de Ciencias Biológicas Dr. Marco Antonio Alvarado Vázquez Dr. Sergio M. Salcedo Martínez Dr. Sergio Moreno Limón Editores Responsables Dra. Alejandra Rocha Estrada Editora Invitada Dr. Jorge Luis Hernández Piñero Circulación y Difusión Dr. Ratikanta Maiti 3 Anecdotario 4 BOTÁNICA APLICADA Los aceites esenciales y su importancia Diseño de una vacuna contra el virus Ébola para su expresión en tomate. Un enfoque bioinformático Aplicaciones terapéuticas y composición química de Ananas comosus (L.) Merr. (piña). Un estudio de revisión Algas de importancia biotecnológica 30 SOLO CIENCIA Aeropalinología de CupressaceaeTaxodiaceae en el área metropolitana de Monterrey, Nuevo León, México Determinación de pigmentos en hospedero-parásito (Duranta repens L. y Cuscuta indecora Choysi) Las opiniones y contenidos expresados en los artículos son responsabilidad exclusiva de los autores. PARA REFLEXIONAR 2 15 24 EL URBANITA VERDE Impreso en México Todos los derechos reservados ® Copyright 2019 planta.fcb@gmail.com 11 Biorremediación con algas PLANTA, Año 15, Nº 26, Julio-Diciembre 2019. Es una publicación semestral editada por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Facultad de Ciencias Biológicas. Domicilio de la publicación: Ave. Pedro de Alba y Manuel Barragán, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66451. Teléfono: + 52 81 83294110 ext. 6456. Fax: + 52 81 83294110 ext. 6456. Editores responsables: Dr. Marco Antonio Alvarado Vázquez, Dr. Sergio M. Salcedo Martínez y Dr. Sergio Moreno Limón. Reserva de derechos al uso exclusivo: 04 -2015-091013075700-102. ISSN 2007-1167, ambos otorgados por el Instituto Nacional de Derecho de Autor. Licitud de título y contenido No. 14,926, otorgado por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: En trámite. Impresa por: Imprenta Universitaria, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66455. Fecha de terminación de impresión: 20 de Diciembre de 2019, Tiraje: 500 ejemplares. Distribuido por: Universidad Autónoma de Nuevo León a través de la Facultad de Ciencias Biológicas. Domicilio de la publicación: Ave. Pedro de Alba y Manuel Barragán, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66455 Prohibida su reproducción total o parcial, en cualquier forma o medio, del contenido editorial de este número. 7 El fresno Fraxinus berlandieriana DC., Una especie del noreste de México no reconocida como nativa en el estado de Nuevo León El ciclo vital de Cycas revoluta Thumb en el área metropolitana de Monterrey N.L. Las plantas y la contaminación del aire en las ciudades Alcanza tu sueño 40 46 51 58 62 72 Imagen portada Cirsium texanum Buckl. Marco A. Alvarado Vázquez PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �In Memoriam Dr. Ratikanta Maiti Dr. Ratikanta Maiti 1931-2019 E l 19 de Junio de 2019 dejó de existir en vida un entrañable compañero que laboró en el Departamento de Botánica de la Facultad de Ciencias Biológicas de esta Universidad durante varios años. Durante su larga carrera profesional ganó el aprecio y la admiración de muchos colegas debido a su colaboración en el desarrollo de los programas de posgrado, pero sobre todo por su gran productividad científica publicada en prestigiosas revistas y en libros de importantes editoriales. En su fructífera vida fue un renombrado especialista en Botánica y en Fisiología y Anatomía Vegetal, enfocando sus investigaciones en la dilucidación de los mecanismos de tolerancia al estrés biótico y otros temas relacionados con el uso, aprovechamiento y propagación de los recursos vegetales en plantas de cultivo y de importancia económica. El Dr. Maiti, como todos le decíamos, nació en La India el 1 de Agosto de 1931, siendo sus padres Girish y Josodha Maiti. Pasó su infancia en un ambiente de carencias y pobreza que hicieron de él un luchador preparado para vencer cualquier obstáculo que se le presentara en su vida. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Su naturaleza curiosa y dedicación lo llevó a graduarse con el mas alto honor en la Universidad de Calcuta en 1960 para continuar sus estudios de posgrado en la misma Universidad hasta su egreso como Doctor en Filosofía en 1968 y Doctor en Ciencias en 1974. Trabajó durante 9 años en el Instituto de Investigación Agricultural del Jute y 10 años en el afamado Instituto Internacional de Investigación de Cultivos de Zonas Semiáridas Tropicales (ICRISAT). Posterior a su llegada a México en 1985, trabajó durante 15 años como profesor investigador en la Universidad Autónoma de Nuevo León donde tuvimos la oportunidad de compartir sus conocimientos, su experiencia profesional, sus anécdotas personales y su carisma. Ya en el siglo XXI, pasó a colaborar como profesor visitante en la Universidad de las Américas, en Cholula, Puebla durante algunos años mas formando a jóvenes investigadores en temas de interés botánico, luego de los cuales vivió en la ciudad de Hydebarah, en su natal India. Sin embargo, su corazón en parte mexicano lo obligó a regresar a Monterrey de nuevo hasta el final de sus días, los cuales mantuvo siempre ocupados asesorando investigaciones en las Facultades de Ciencias Biológicas y Ciencias Forestales de la UANL, manteniéndo en todo momento su elevada productividad en artículos científicos y libros sobre el uso de los recursos vegetales. Durante su estancia en México gozó de la distinción de Investigador Nacional por el SNI durante 18 años ininterrumpidos por sus investigaciones, además del prestigio y premios de reconocimiento nacional e internacional. Nuestro más sentido pésame a su esposa, Sra. Sila, así como a sus hijos Madhumita, Sandip y Sanjay. Descanse en paz el Dr. Ratikanta Maiti, entrañable amigo. 3 �ANECDOTARIO A decir verdad conocemos muy poco acerca de la vida cotidiana que el Dr. Maiti llevaba en su país natal, pero aquí en México fue un personaje que hacía notar su presencia entre colegas y estudiantes. Siempre estuvo dedicado a su objetivo de motivar a los jóvenes investigadores de una forma tan apasionada que era difícil mantener una conversación con él sin que involucrara temas de ciencia, investigación y lo concerniente a la vida universitaria. Alguna vez se me ocurrió comentarle que tomara un descanso y se alejara un poco a disfrutar de otros pequeños placeres de la vida, como ir al cine, cuando de manera enojada me respondió que su placer está en su trabajo, en escribir artículos de investigación y de divulgación, eso y el bien de su familia era lo que daba sabor a su vida. Tanta era su tenacidad que se involucraba en varios proyectos a la vez manejándose de manera muy diligente en todos, sacando de manera constante varias publicaciones en revistas científicas, capítulos de libro y libros completos de su autoría. “Esa es mi comida” solía decir. En total suman más de 450 artículos y cerca de 50 libros a lo largo de su carrera científica. Uno de sus colegas, el Dr. Badii, comenta que el Dr. Maiti era la tecla más rápida del Noreste, en referencia a su alta e inigualable capacidad productiva. Cuando llegó a México a mediados de la dé4 El Dr. Maiti realizando investigación en campo con un estudiante donde revisan plantas de sorgo cada de los 80, observó que había investigadores que no hacían suficiente esfuerzo en publicar los resultados de sus investigaciones y se dedicó a impulsarlos y motivarlos a que lo hicieran. Igualmente estaba muy consciente de la importancia del recurso financiero para la realización de investigaciones científicas, pero siempre decía que si este recurso no llegaba no era excusa para dejar de investigar y que con poco presupuesto se podían obtener logros significativos en la resolución de problemas de manera científica… y así lo demostró muchas veces con sencillos experimentos. Me dio mucha risa escuchar como alguna vez le dijo a una estudiante “usted péguese a mí como garrapata” como una forma de decir estoy aquí para PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �ayudarla. En mi caso particular, yo estaba a cargo de los equipos de microscopía electrónica en la década de los años 90 y logramos llevar a cabo algunas ideas sobre la interpretación de las características ultraestructurales de los tejidos vegetales para entender su fisiología y aplicar esos conocimientos a situaciones prácticas, como la germinación de semillas, la adaptación a situaciones de estrés, la palatabilidad del forraje por el ganado y otros temas ingeniosos. Mi agradecimiento al Dr. Maiti por su apoyo y sincera amistad. Dr. Jorge L. Hernández Piñero El Dr. Maiti (aprox. 1992) en trabajo de investigación en Tamaulipas acompañado de estudiantes de la Facultad de Ciencias Biológicas. Entre los acompañantes la Dra. Maria Luisa Cárdenas, el Dr. Sergio Moreno, los Biólogos Amador, AraMi primer trabajo al regresar de mis cely, Bertha Hilda, Magaly, Mireya y Juan de Dios. estudios de postgrado, Doctorado en Ciencias de Alimentos en los Estados Unidos, fue en la varios proyectos simultáneamente y, en lo posible, Facultad de Ciencias Biológicas (FCB). Los planes eran trataba de involucrar a sus colegas y estudiantes. Los contar con un Doctorado en Alimentos que logramos que participamos, no podemos negar la importancia establecer y apoyar a las licenciaturas de la Facultad. del Dr. Maiti en nuestro desarrollo profesional. Con el tiempo se fueron dando colaboraciones con Entre los proyectos del Dr. Maiti cabría destacar el otros investigadores de la Facultad, principalmente impulso hacia el cultivo de cereales adaptados a zonas con el área de Acuacultura con la Dra. Elizabeth Cruz y semiáridas como el mijo perla y el sorgo. Este proyecde Botánica Económica con el Dr. Maiti. La intención to resultó en el otorgamiento de un premio como infue la de incluir como ingredientes en las dietas para vestigador por parte de la UANL. También desarrolló camarón materias primas no tradicionales. varios manuales prácticos para laboratorios de botáni- Posteriormente, como Secretario Académico de Postgrado y la de Editor de Publicaciones Biológicas de la FCB/UANL, las interacciones con el Dr. Maiti se fueron profundizando. El Dr. Maiti … creo que nadie pudo tutearlo por su nombre … apoyó fuertemente a la revista como co-editor y comenzó a contribuir con varias publicaciones. Poco a poco me fui involucrando en algunas de sus investigaciones y a participar en sus publicaciones. Todos los que conocimos al Dr. Maiti sabemos que no podía dejar de trabajar. Realizaba PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 ca. Sus proyectos de investigación resultaban en decenas de artículos científicos publicados en revistas nacionales e internacionales, algunos de ellos presentados en varias reuniones científicas. A lo largo de finales de los 1980’s y hasta inicios del siglo XXI participé con el Dr. Maiti en la escritura de varios libros asociados a los principales cultivos del mundo – frijol, papa, garbanzo … y de su cultivo favorito, el mijo perla. Llevamos a cabo una revisión exhaustiva de todas las publicaciones científicas asociadas a los cultivos y or5 �ganizamos este conocimiento en diferentes temas a lo largo del texto de los libros. Podríamos decir que el Dr. Maiti fue de los pioneros en el uso de las bases de datos digitales de información científica. En 1993 emigré a la Universidad de las Américas, en Cholula, Puebla, sin perder contacto con el Dr. Maiti a través de la colaboración en la elaboración de libros principalmente. A principios del Siglo XXI, habiéndose jubilado de la FCB/UANL, invitamos al Dr. Maiti como profesor honorario del Departamento de Ciencias Químico Biológicas de la Universidad de las Américas, donde prosiguió con proyectos interesantes como la factibilidad del establecimiento del mijo perla como cultivo en climas templado-fríos en Tlaxcala. Esta región situada a más de 2,000 msnm con de temperaturas entre templadas y frías del Valle de Puebla muestra una gran riqueza de cactáceas y agaváceas, lo que captó la curiosidad del Dr. Maiti de manera inmediata. La amenaza a su biodiversidad provocaron que su interés se volcara al diseño de técnicas de propagación de estas especies a partir de semillas, con tal éxito que lo llevó a apoyar a productores de cactáceas y su protección en sus hábitats naturales, publicando además varios artículos y manuales sobre estos procedimientos. Curioso, incansable, dedicado, ingenioso y contagioso el Dr. Maiti dejó un legado de por vida en sus estudiantes y colegas. Difícilmente te olvidaremos. Dr. Pedro Wesche Ebeling Fue a finales de los años 80 cuando conocí al Dr. R.K. Maiti, en uno de sus varios cursos de Maestría. Mis compañeros, que en ese entonces ya habían llevado cursos con él, me advirtieron.... -María Luisa, él no habla muy bien el Español todavía, así que mucha paciencia y atención...-. Sabiendo esto, me acomodé al frente del, para mí añorado, laboratorio de Botánica donde tomábamos clases. Después de algunas sesiones, cierto día él se me quedó viendo y me preguntó ¿problemas con el Español?- Y le respondí - no doctor, 6 Cumpleaños 88 del Dr. Maiti le entiendo perfectamente- (obviamente yo bromeaba) y me dijo - nooo, el mío!!!..- y soltó una sonora carcajada. A partir de ahí, según recuerdo, ese Señorón de toda seriedad se mostró tal como fue para sus alumnos, como lo que aún hoy lo consideramos: nuestro padre científico, "obligándonos" a trabajar sin descanso, siempre muy dispuesto y además muy sensible con nuestras vidas personales. De él aprendí muchas y variadas técnicas botánicas, escribir manuscritos para publicaciones y carteles para congresos, entre otros importantes y valiosos menesteres científicos. Difícil olvidar que me prestaba su computadora para estas tareas en una época en que frecuentemente se iba la luz y yo enojada exclamaba -¡ohh no!! ¡doctor, no guardé!!- y él decía... -ayy muchachita- tocándome cariñosamente la cabeza y continuaba -cada 5 minutos guarde ..... F5- y se salía de la oficina; al regresar decía -¡F5… F5!-. Dr. R.K. Maití, papá Maití (QEPD): muchísimas gracias por sus enseñanzas, su paciencia y sus "regaños". Siempre en mi corazón y mi memoria con un simple..... F5. Dra. Ma Luisa Cárdenas Ávila PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Botánica Aplicada LOS ACEITES ESENCIALES Y SU IMPORTANCIA Nancy N. Espinosa Carranza*, Alejandra Rocha Estrada Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas *nancy.espinosah@gmail.com Introducción L as plantas, además de producir y contener elementos nutricionales de vital importancia para el ser humano, presentan la capacidad de fabricar compuestos llamados fitoqui ́micos (de la palabra griega fito, que significa planta), los cuales son mensajeros que las plantas utilizan para interactuar con su entorno, permiten alejar las enfermedades y los parásitos, tienen un papel protector frente a los rayos del sol y participan en la reproducción, y dispersión de las especies vegetales que permiten atraer a los insectos polinizadores. Se ha sugerido que la acumulación de los aceites esenciales puede tener como finalidad aportar una reserva energética en el caso de falta de azúcares o almidón en el interior de los tejidos. Además, proporcionan color, sabor y aroma, este último es una propiedad dada principalmente por los aceites esenciales, el aroma de cualquier planta o especia es el resultado de un conjunto de principios activos y a partir del extracto se pueden individualizar cada uno de sus componentes, de los cuales algunos son más importantes y predominantes. Así, por ejemplo, la vainilla es el principal componente del aroma de la vainilla, que es diferente al de la vainilla sintética debido a la presencia de pequeñas cantidades de otros principios que no se pueden producir mediante síntesis (Simonetti, 1990). Los aceites esenciales se encuentran en células especializadas llamadas glándulas, conductos, sacos, o simplemente reservorios dentro del vegetal y que finalmente son las que proporcionan el aroma característico a cada espécimen (Esau, 1985; Linde et al., 2016). Los aceites esenciales son mezclas complejas de hidrocarburos, terpenos, alcoholes, compuestos carbonílicos, aldehídos aromáticos y fenoles que se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas. Econó- PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 micamente, son productos naturales de gran importancia para la industria cosmética, farmacéutica y de alimentos. Se conocen aproximadamente 3,000 diferentes y cerca de 300 son usados comercialmente en el mercado de aromas y fragancias. Los aceites esenciales están conformados por compuestos de bajo peso molecular que en su mayoría son insolubles en agua; esta característica y su volatilidad, es la base para su extracción (Piña-Barrera, 2019). Uso de los aceites esenciales Los aceites esenciales han sido utilizados durante mucho tiempo en diferentes áreas como la perfumería, cosmética, alimentaria y farmacéutica, debido a su fácil disponibilidad y a que presentan una adecuada capacidad de biodegradarse. Algunos de los aceites esenciales más utilizados son la lavanda, marjorere y melisa (Boschi et al., 2011). La especie de Cananga odorata (Annonaceae) conocida como flor de cananga, árbol oriundo de India, Java y Filipinas (Fujiwara e Ito, 2015), se obtiene un aceite que se usa en la industria de las fragancias y también ha sido aprobado como seguro por la Asociación de Fabricantes de Sabores y Extractos (Tan et al., 2015). La lavanda, perteneciente al género Lavanda, que incluye a L. angustifolia y L. latifolia (L. officinalis), la esencia de esta planta contiene linalol, acetato de linalina, geraniol, pineno, limoneno, cineol, alcanfor y otros principios que son responsables de distintos sabores (Simonetti, 1990; Lesage Meessen et al., 2015 en Tanu y Harprett, 2016) y estos aceites de lavanda se emplean como corrector del olor y aromatizante (Simonetti, 1990). El albahacar (Ocimum basilicum, Lamiaceae) tiene actividad antioxidante, antibacteriana y antimicótica, propiedades antisépticas, antiinflamatorias y antiespasmódicas (Sánchez Govín et al., 2000; Silva et al., 2015; Charles, 2012 en Reyes Araujo, 7 �2018); el comino negro o neguilla (Nigella sativa) exhibe varios caracteres antifúngicos, antibacterianos y antioxidantes (Simonetti, 1990; Hassanien et al., 2015). Cosméticos. El uso de aceites esenciales en la industria de cosméticos, jabones, detergentes y perfumes es de gran interés desde un punto de vista económico. La producción mundial de aceites esenciales para la preparación de perfumes ha aumentado claramente, con grupos específicos de plantas aromáticas muy buscadas en el mercado (Tabla 1). La salvia, lavanda y tomillo son especialmente apreciados por la obtención de perfumes finos y novedosos. Para este fin, la tecnología de producción y una selección adecuada de la materia prima son elementos esenciales para mejorar la calidad del producto final (Preedy, 2016). Las esencias aromáticas se obtienen básicamente de plantas espontaneas o cultivadas, y su adecuada combinación origina grandes perfumes que pueden producir agradables sensaciones. En relación con su efecto se distinguen diversos grupos de perfumes, es decir aromas, entre los que se mencionan, a) aromas extractivos de carácter herbáceo, débil y no persistente, b) aromas oleosos fugaces, del tipo jazmín, solubles en aceite, c) aromas oleosos volátiles, tipo espliego, solubles en alcohol, d) aromas ácidos, tipo vainilla y benzoína y e) aromas hidrosulfurosos, tipo cebolla (Simonetti, 1990). Medicina. Los aceites esenciales se usan en farmacia por su potencial como agentes medicinales. Este es especialmente el caso de los aceites de eucalipto (E. glo- bulus), menta (Mentha × piperita), anís (P. anisum), salvia (Salvia officinalis), clavo (S. aromaticum) y árbol de té (Melaleuca alternifolia). Estos aceites se usan como expectorantes para tratar la tos y la bronquitis (eucalipto), como agentes antimicrobianos (salvia, árbol de té y clavo), como descongestionantes del tracto respiratorio (menta) y como carminativo (anís), entre otros usos. Además, el aceite de clavo se usa en odontología por sus propiedades antisépticas y analgésicas (Simonetti, 1990), mientras que el aceite de árbol de té en dermatología como agente antiacné debido a su actividad antimicrobiana contra las bacterias Grampositivas (Preedy, 2016). Alimentos. Los aceites esenciales se utilizan en una amplia variedad de bienes de consumo, como productos alimenticios de confitería, refrescos y bebidas alcohólicas destiladas. Además de su uso generalizado como material aromatizante, se usan en los campos nutricionales y agrícolas por sus propiedades antibacterianas, antifúngicas, antivirales, nematicidas, insecticidas y antioxidantes (Preedy, 2016; Reyes Araujo, 2018). Por ejemplo, los aceites contenidos en las flores de lavanda enriquecen el sabor de la carne, mermeladas y té (Simonetti, 1990). Técnicas para la obtención de los aceites esenciales Existen diversas técnicas para obtener los aceites esenciales de los vegetales, varían según la parte de la planta que se trata, su fragilidad y sus características botánicas (Figura 1). La elección de una técnica de extrac- Tabla 1. Aceites esenciales (Ae) más usados en perfumería y la planta de la cual se extraen Ae Anís Alcanfor Cinamomo Cítrico Flor de naranjo Afrutado Clavo Ae Almendra amargas Planta Laurel Romero Menta Albahaca, menta, ajedrea Canela, nuez moscada Rosa Geranio, rosas Naranjo, bergamota, limón Sándalo Cedro Hojas de naranjo, acacia Tuberos Jacinto, lila Fresas, miel, pera Vainilla Estoraque Clavo de especia, cariofilada Salvia Salvia Jazmín Jazmín, concavalaria Enebro Enebro Espliego 8 Planta Eneldo, coriandro, hinojo Lavanda Violeta Lavanda Lirio Mejorana, tomillo PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �finalmente se separan en un dispositivo decantador o vaso florentino. Esta técnica es muy utilizada a nivel industrial debido a su alto rendimiento, a la pureza del aceite obtenido y porque no requiere tecnología sofisticada (Muthumperuma et al., 2016). Figura 1. Aceites esenciales obtenidos de varias especies de plantas (PromoFarma, 2019). ción depende de las cantidades requeridas de aceite esencial, la complejidad del proceso y la pureza deseada del mismo. Destilación por vapor de agua La destilación por vapor de agua, o arrastre por vapor de agua, es la técnica más habitual para obtener aceites esenciales (Figura 2). Es la única técnica autorizada por la Farmacopea Europea, junto con el prensado en frío. La destilación por arrastre con vapor, consiste en una vaporización a temperaturas inferiores a las de ebullición de cada uno de los componentes volátiles por efecto de una corriente directa de vapor de agua, el cual ejerce la doble función de calentar la mezcla hasta su punto de ebullición y adicionar tensión de vapor a la de los componentes volátiles del aceite esencial; los vapores que salen de la cámara extractora se enfrían en un condensador donde regresan a la fase líquida, los dos productos inmiscibles, agua y aceite Prensado en frío La técnica de prensado en frío se reserva para las cáscaras de los cítricos (limón, lima, naranja dulce, naranja amarga). El aceite esencial de los cítricos se encuentra en pequeñas bolsas situadas bajo la piel del fruto (pericarpio). Para llevar a cabo esta técnica se utilizan prensas hidráulicas. En este proceso, la capa externa de las plantas que contiene el aceite se eliminan mediante raspado (Figura 3). Luego se presiona la planta para exprimir el material de la pulpa y liberar el aceite esencial de los sacos. El aceite esencial sube a la superficie del material y se separa del material por centrifugación (Rassem et al., 2016). Figura 3. Prensado en frío (Rassem et al., 2016) Figura 2. Destilación por vapor de agua (Rassem et al., 2016) PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Extracción mediante fluidos supercríticos El método de extracción utilizando fluidos supercríticos (FSC) es una de las alternativas más recientes. Un FSC es una sustancia que se encuentra bajo condiciones operativas de presión y temperatura superiores a las de su punto crítico, presentando propiedades intermedias entre un gas y un líquido (densidad elevada, baja viscosidad y coeficiente de difusión superior al del líquido). Estas características favorecen su penetración en diferentes matrices para la solubilizació n de los solutos. El 9 �material vegetal cortado en trozos pequeños se empaca en una cámara de acero inoxidable y se hace circular a través de la muestra un FSC (bióxido de carbono líquido). De esta forma, los compuestos volátiles son solubilizados y arrastrados (Figura 4). Este método actúa como componente extractor, se elimina por descompresión progresiva hasta alcanzar presión y temperatura ambiente. Las principales ventajas de este metido son su alto rendimiento y la pureza del aceite esencial obtenido; además, está catalogado como un proceso amigable con el ambiente. Sin embargo, la mayor desventaja que presenta es que el equipo requerido es costoso y complejo (Piña-Barrera, 2019). Figura 3. Prensado en frío (Rassem et al., 2016) Conclusión El interés científico acerca de los aceites esenciales es importante, ya que representan un grupo distintivo de posibles nuevos compuestos, tanto farmacológicos como conservadores de alimentos, entre otros que, debido a su variación química y estructural que los hace funcionalmente versátiles. Referencias Boschi F., M. Fontanella, L. Calderan and A. Sbarbati. 2011. Luminescence and fluorescence of essential oils. Flourescense imaging in vivo of wild chamomile oil. European Journal of Histochemistry 55:97-100 Esau K. 1985. Anatomía vegetal. Ediciones Omega, Barcelona, España. 779 Fujiwara Y. and M. Ito. 2015. Synergistic effect of fragant herbs in Japanese scent sachets. Planta medica 81(3):193.199. Hassanien M.F., A.M. Assiri, A.M. Alzohairy and H.F. Oraby. 2015. Health-promoting value and food applications of black cumin essential oil: an overview. J. Food Sci Technol 52(10):6136-6142. Linde G.A., N.B. Colauto, E. Albertó and Z.C. 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Through bioinformatics, it is possible to predict epitopes quickly and rationally. Also, plants offer advantages to produce recombinant vaccines. The objective of this study was to design a vaccine against the Ebola virus in silico, to be expressed in the tomato plant. The sequence of the VP40 protein of the Ebola virus was obtained from Uniprot. It was analyzed with immunoinformatics tools to identify epitopes. The nucleotide sequence encoding the identified epitope was optimized to be expressed in the tomato plant. The optimized nucleotide sequence was cloned into plasmid pBI121 from Agrobacterium tumefaciens. The PIWLPLGVAADQKTYSFDST epitope vaccine candidate was identified in the VP40 protein of the Ebola virus. The optimized nucleotide sequence with preferential codons of the tomato plant encoding the identified epitope was obtained. Keywords: In silico, Vaccine, Virus, Epitope. Resumen El virus del Ébola es un patógeno que infecta a humanos con una tasa de mortalidad de entre 50 y 90%. Actualmente, no existe vacuna definitiva contra el PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 virus. Mediante bioinformática, es posible predecir epítopos de manera rápida y racional. Además, las plantas ofrecen ventajas para producir vacunas recombinantes. El objetivo de este estudio fue diseñar in silico una vacuna contra el virus Ébola, para ser expresada en la planta de tomate. La secuencia de la proteína VP40 del virus Ébola se obtuvo de Uniprot. Se analizó con herramientas inmunoinformáticas para identificar epítopos. La secuencia nucleotídica que codifica para el epítopo identificado se optimizó para expresarse en la planta de tomate. La secuencia nucleotÍdica optimizada se clonó en el plásmido pBI121 de Agrobacterium tumefaciens. Se identificó el epítope PIWLPLGVAADQKTYSFDST candidato a vacuna en la proteína VP40 del virus Ébola. Se obtuvo la secuencia nucleotídica optimizada con codones preferenciales de la planta de tomate que codifica para el epítopo identificado. Palabras clave: In silico, Vacuna, Virus, Epítopo. Introducción E l virus del Ébola pertenece a la familia Filoviridae, es uno de los patógenos con mayor virulencia con capacidad de infectar a primates y humanos. En 2014 se convirtió en una crisis de salud internacional. El cuadro clínico por la infección de este virus incluye fiebre, diarrea, vómito, sangrado y fre11 �cuentemente la muerte. Posee una tasa de mortalidad de entre 50 y 90%. Actualmente, no se cuenta con una vacuna definitiva ni tratamiento específico contra el virus del Ébola, solo procedimientos que mitiguen la sintomatología1. Por tal motivo es urgente el desarrollo de una vacuna contra dicho virus. Los epítopos son de particular interés, ya que tienen un gran potencial para el diseño de vacunas, prevención, diagnostico y tratamiento de enfermedades2. Mediante bioinformática, es posible predecir epítopos contra microorganismos patógenos de una manera más rápida, barata y racional3. Así mismo, para los países en vías de desarrollo, las plantas representan una opción más accesible para la producción vacunas recombinantes. Algunas ventajas son la seguridad, el tiempo, el costo de producción, la similitud de la síntesis de proteínas y patrones de glicosilación que comparten con las células animales, sin mencionar, que las plantas recombinantes solo requieren de agua, minerales y sol para crecer, a diferencia del costoso proceso para producir proteínas recombinantes en células de mamíferos4-5. En este estudio se diseñó, mediante herramientas bioinformática, una vacuna contra la proteína VP40 del virus Ébola, para ser expresada en Solanum lycopersicum, la planta de tomate. Material y Métodos Obtención de la secuencia aminoacídica de la proteína VP40 Se seleccionó la proteína VP40 del virus del ébola con base en la información de la página ViralZone. Posteriormente la secuencia aminoacídica de dicha proteína se obtuvo de la base de datos de Uniprot (No. de acceso: Q05128). Análisis inmunoinformático Esta secuencia aminoacídica se analizó con herra12 mientas del Immune Epitope Database and Analysis Resources (IEDB) http://tools.iedb.org/bcell/, para identificar péptidos que fueran inmunogénicos, antigénicos, hidrofílicos, accesibles, que se encontraran en regiones flexibles y en giros β. Los péptidos que reunieron todas estas características al mismo tiempo fueron considerados vacunas (epítopos). Verificación de la accesibilidad del epítopo identificado Se obtuvo la estructura tridimensional de la proteína VP40 del virus Ébola del Protein Data Bank (código PDB: 4LDB), se visualizó con el programa Swiss-PDB Viewer y se verificó la accesibilidad del epítopo identificado en la superficie de la proteína. Optimización de la secuencia nucleotídica El epítopo identificado se tradujo inversamente en secuencia nucleotídica y al extremo 5’ se agregó el sitio de restricción BamHI, el sitio de unión a ribosoma (secuencia Kozak) y el codón de inicio. Además, en el extremo 3’ de la secuencia se agregó la secuencia que codifica para el péptido señal del retículo endoplásmico, llamado SEKDEL, el codón de paro y el sitio de restricción SacI. La secuencia nucleotídica obtenida se optimizó con base en el uso de codones preferenciales de la planta de tomate. La secuencia nucleotídica optimizada se clonó in silico en el plásmido binario pBI121 de 14, 758 pares de bases (pb) de A. tumefaciens. Resultados y Discusión Análisis inmunoinformático Las herramientas de predicción de epítopos de células B del IEDB identificaron el epítopo PIWLPLGVADQKTYSFDST en la proteína VP40 del virus del Ébola como inmunogénico, antigénico, hidrofílico, accesible, encontrándose en una región flexible y en un PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �giro β. Este epítopo resultó ser accesible según los análisis del programa Emini Surface Accessibility Precition (Figura 1) y el programa Swiss-Pdb Viewer (Figura 2). Así mismo, resulto ser hidrofílico según la herramienta Parker Hydrophilicity Prediction (Figura 1). Lo que indica que el epítopo se encuentra accesible en la superficie de la proteína a los anticuerpos. Esta característica es importante en el diseño de vacunas, ya que la unión antígeno-anticuerpo permite desencadenar una respuesta inmunológica6. Adicionalmente, el epítopo resulto ser inmunogénico (Figura 1), lo cual permitirá estimular la producción de anticuerpos6. Figura 1. Epítopo sugerido por las herramientas del IEDB y los umbrales utilizados en cada análisis. Optimización de la secuencia nucleotídica Además, se obtuvo una secuencia nucleotídica optimizada con codones preferenciales del tomate, con una longitud de 99 pares de bases, y un porcentaje de G+C y A+T del 39% y 61%, respectivamente. Además, se añadió la secuencia Kozak en el extremo 5’ antes del codón de inicio y la secuencia SEKDEL en el extremo 3’ antes del codón de paro (Figura 3), lo que permitirá obtener altos niveles de expresión de la proteína recombinante, tal como se ha sugerido en otro estudio7. La nueva construcción llamada pPBI121evp40, mostro un tamaño de 14, 857 pb. Múltiples estudios han confirmado la viabilidad de S. lycopersicum co- Figura 2. Estructura tridimensional de la proteína VP40 del virus Ébola en formato de listón y el epítopo identificado. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 13 �Referencias 1.- Kadanali, A., & Karagoz, G. (2015). An overview of Ebola virus disease. Northern clinics of Istanbul, 2(1), 81. 2.- Soria-Guerra, R. E., Nieto-Gomez, R., Govea-Alonso, D. O., & RosalesMendoza, S. (2015). An overview of bioinformatics tools for epitope prediction: implications on vaccine development. Journal of biomedical informatics, 53, 405-414. Figura 3. Secuencia nucleotídica optimizada que codifica para el epítopo identificado. mo vehículo para la producción de proteínas recombinantes como vacunas orales. Se ha expresado la inmunoglobulina humana tipo A recombinante, dirigida contra el péptido VP8 de la cepa del rotavirus SA11, mostrando una inhibición fuerte a la infección por el virus en ensayos in vitro8. Los resultados obtenidos aquí sugieren que el epítopo identificado tiene el potencial para emplearse como vacuna contra el virus del Ébola y que la secuencia diseñada permitirá obtener altos niveles de expresión del epítopo en el tomate. Conclusiones En este trabajo se diseñó por primera vez una vacuna in silico contra el virus del Ébola para expresarse en la planta de tomate, como una vacuna oral. No obstante, se requieran de más estudios in vitro e in vivo para verificar la eficacia de la vacuna. Agradecimientos A Rebeca Bustillos Ruiz por su colaboración en la edición de este manuscrito. 14 3.- Sette, A., & Rappuoli, R. (2010). Reverse vaccinology: developing vaccines in the era of genomics. Immunity, 33(4), 530-541. 4.- El-Turkey, A., El-Attar, A. K., Aboulata, A. E., Othman, B., & El-dougdoug, K. A. (2014). Expression of Recombinant gD2 Protein in Transgenic Tomato plants for development of a plant-derived vaccine against Human herpes virus 2. Egyptian J. Virol, 11(2), 1-13. 5.- Gerszberg, A., Hnatuszko-Konka, K., Kowalczyk, T., & Kononowicz, A. K. (2015). Tomato (Solanum lycopersicum L.) in the service of biotechnology. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 120(3), 881902. 6.- Hughes, E. E., & Gilleland Jr, H. E. (1995). Ability of synthetic peptides representing epitopes of outer membrane protein F of Pseudomonas aeruginosa to afford protection against P. aeruginosa infection in a murine acute pneumonia model. Vaccine, 13(18), 1750-1753. 7.- Félix Gil, F., Brun, A., Wigdorovitz, A., Catalá, R., Martı́nez-Torrecuadrada, J. L., Casal, I., ... & Escribano, J. M. (2001). High‐yield expression of a viral peptide vaccine in transgenic plants. FEBS letters, 488(1-2), 13-17. 8.- Juárez, P., Presa, S., Espí, J., Pineda, B., Antón, M., Moreno, V., Bruesa, J., Granell, A., Orzaez, D. (2012) Neutralizing antibodies against rotavirus produced in transgenically labelled purple tomatoes. Plant Biotechnology Journal, (10) 341-350. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Botánica Aplicada APLICACIONES TERAPÉUTICAS Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE Ananas comosus (L.) Merr. (PIÑA). UN ESTUDIO DE REVISIÓN M.L. Cantú-Perches1, M. Hernández-Salazar2, I.G. Medina-Lozano1, A.Z. Martínez-Báez1* 1 Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Salud Pública y Nutrición, Laboratorio Química de los Alimentos 2 Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Salud Pública y Nutrición, Centro de Investigación en Nutrición y Salud Publica, Laboratorio de Fitoterapia *adbel.martinez@hotmail.com Resumen Introducción: En este artículo se ofrece una revisión de la composición química y aplicaciones biológicas de Ananas comosus (piña) las cuales se han descrito en diferentes estudios in vivo e in vitro donde se ha demostrado que la bromelina, principal compuesto funcional de Ananas comosus, participa en estas aplicaciones. Objetivo: Búsqueda científica relacionada con las aplicaciones terapéuticas de Ananas comosus como una alternativa en la terapia nutriológica funcional. Material y Métodos: Estudio con diseño de revisión descriptiva y analítica, la búsqueda se realizó en tres bases de datos de revistas científicas electrónicas. Se incluyeron ensayos clínicos, artículos de revisión y artículos originales. Resultados: Se encontraron y seleccionaron artículos enfocados en la composición química de la piña y su actividad biológica. Conclusiones: Conforme a los artículos revisados se evidencia que nutricionalmente la piña puede ser considerada como un alimento funcional por el contenido de bromelina, la cual con la dosis adecuada presenta resultados positivos a la salud. Palabras claves: Ananas comosus, bromelina, aplicación terapéutica. Abstract Introduction: This article offers a review of the chemical composition and biological applications of Ananas comosus (pineapple), which have been described in different in vivo and in vitro studies where it has been shown that bromelain, the main functional compound of Ananas comosus, participate in these applications. Objective: To identify the terapeutical aplications of Ananas comusus as an alternative in functional nutriological thePLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 rapy. Material and Methods: Study with design of descriptive and analytical review, the search was carried out in three databases of electronic scientific journals. clinical trials, review articles and original articles were included. Results: Articles focused on the chemical composition of the pineapple and its biological activity were found and selected. Conclusions: According to the reviewed articles it is demonstrated that nutritionally the pineapple can be considered as a functional food because of the content of bromelain, which with the adequate dose presents positive results to health. Key words: Ananas comosus, bromelain, therapeutic implication. Introducción A nanas comosus (piña) es la planta más conocida de las 3000 especies agrupadas en 56 géneros de la familia Bromeliaceae. Es la única de esta familia que es cultivada para alimento humano (Suárez y Serrano, 2005; Garcidueñas, 2013; CFEP, 2002). Es originaria entre las zonas de Brasil, el norte de Argentina y Paraguay en los bordes meridionales del Amazonas, y es domesticada en la parte central de este continente (Suárez y Serrano, 2005; Garcidueñas, 2013; Crane, 2016; Coppens, 2011). A finales del siglo XVIII era utilizada para promover el apetito, y problemas estomacales, detener los vómitos, para dolores nefríticos, supresiones de orina y del menstruo y utilizada para arrojar lombrices (CFEP, 2002). 15 �México se reportó como el noveno lugar de producción a nivel mundial, en el periodo de 2006-2012 (Sánchez et al., 2015). En el año 2013, de acuerdo con información del Sistema de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), los estados que aportaron más del 90% de la producción nacional de A. comosus fueron Ver., Oax. y Tabasco (Garcidueñas, 2012; Sánchez et al., 2015; CFEP, 2002). El cultivo y distribución en México, la composición química y antecedentes terapéuticos de la especie en estudio, motivaron a que el presente trabajo muestre el resultado de la búsqueda de evidencia científica relacionada con las aplicaciones terapéuticas de A. comosus como una alternativa más en la terapia nutriológica funcional. Material y Métodos El presente estudio es de tipo descriptivo y analítico, se realizó mediante la revisión de artículos científicos en los que se tuviera referencia sobre la piña y su composición química, así como las aplicaciones terapéuticas de la bromelina contenida en A. comosus. La fase de búsqueda se centró en artículos localizados en las bases de datos PubMed, Google Académico y Scopus mediante el uso de descriptores “pineapple therapy”, “bormelain of pineapple therapy”, “Ananas comosus therapy”, composición química de la piña” y “pineapple”. La selección de artículos utilizados se realizó según los siguientes criterios: 1. Estudios indexados y publicados en los últimos diez años o más, si su relevancia era fundamental. 2. Artículos publicados en español o inglés. 3. Artículos relacionados al tema de interés. Se incluyeron ensayos clínicos, artículos de revisión y artículos originales. Se descartaron los estudios que no cumplían con los criterios. Composición química A. comosus está compuesta por un 81 a 86% de agua por lo que su valor calórico es bajo, quedando 16 el 13 al 19% de sólidos totales (Sánchez et al., 2015; Hernández, 2003; Hossain et al., 2015; Garzón, 2016), entre los cuales se encuentran disacáridos como la sacarosa y monosacáridos como la glucosa y fructosa (Hossain et al., 2015), en conjunto los carbohidratos representan hasta el 85% de los sólitos totales y la fibra del 2 al 3% (Sánchez et al., 2015; Hossain et al., 2015). Contiene glicina (32.2%), serina (32%) y ácido aspártico (29.8%) en niveles altos, mientras que histidina (1.3%), metionina (5.8%) y fenilalanina (8%) están presenten en niveles más bajos (López et al., 1996; Provital Group, 2009). En cuanto a minerales destacan el yodo, potasio, magnesio, cobre, manganeso y calcio (Hossain et al., 2015; Garzón, 2016). Las vitaminas más abundantes son la vitamina A y C (Hossain et al., 2015) y en menor cantidad la tiamina (B1) y la piridoxina (B6) (Hernández, 2003; Hossain et al., 2015). La pulpa se caracteriza por la presencia de bajas cantidades de cenizas, compuestos nitrogenados y lípidos (0.1%). Del 25 al 30% de los compuestos nitrogenados corresponden a la proteína, de la cual el 80% tiene actividad enzimática proteolítica, y es conocida como bromelina compuesta de peroxidasa, fosfatasa ácida, varios inhibidores de la proteasas y calcio orgánicamente unido y es similar a las proteasas que participan en la digestión la cual se encuentran en cantidades mínimas en las partes comestibles de la fruta, mientras que la mayor parte de la bromelina se encuentra en el tallo (Hernández, 2003; Hossain et al., 2015) (Tabla 1). Los componentes no nutritivos de Ananas comosus son los más significativos desde el punto de vista dietético. De los ácidos orgánicos, el ácido cítrico es el más abundante, con cantidades que varían entre 0.4 a 1.2% (Hernández, 2003; Hossain et al., 2015), conteniendo también ácido málico, fólico y oxálico (Hernández, 2003; Garzón, 2016). La clorofila y los carotenoides son los principales pigmentos (Provital Group, 2009). Los principales compuestos polifenóPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Tabla 1. Composición química de la piña (Ananas comosus) * Por 100 g de porción comestible Energía (Kcal) 50 Tiamina (Vit B1) (mg) 0.07 Proteínas (g) 0.5 Riboflavina (Vit B2) (mg) 0.02 Lípidos totales (g) 0.11 Equivalentes niacina (Vit B3) (mg) 0.3 AG saturadas (g) - Ácido pantoténico (Vit B5) (mg) 0.11 AG monoinsaturados (g) - Vitamina B6 (mg) 0.09 AG poliinsaturados (g) - Folatos (Vit B9) (µg) 11 ω-3 (g) - Vitamina B12(µg) 0 C18:2 Linoleico(ω-6) (g) - Vitamina A: Eq. Retinol (µg) 13 Colesterol (mg/1000 kcal) 0 Vitamina C (mg) 20 11.5 Vitamina D(µg) 0 Azúcar (g) 9.26 Vitamina E (mg) 0.1 Sacarosa (g) 4.51 B-caroteno (µg) 35 Glucosa (g) 2.60 Calcio (mg) 12 Fructosa (g) 2.59 Hierro (mg) 0,5 Fibra (g) 1.2 Yodo (µg) 30 Cenizas (g) 0.20 Magnesio (mg) 14 Agua (g) 86.8 Zinc (mg) Hidratos de carbono (g) Sodio (mg) 0.15 2 Potasio (mg) 250 Fósforo (mg) 11 Selenio (µg) Tr Fuente: Tablas de composición de Alimentos. Moreiras y col., 2013. (PIÑA). Ingestas Dietéticas de Referencia (EFSA, 2010). Tablas de composición de alimentos de Centroamérica, 2007. Análisis de perfil de azúcares USDA National Nutrient data base. (Hossain et al., 2011; Garzón, 2016; Chandler y Mynott, 1998; Mynott et al., 1996; Sah et al., 2016; Barth et al., 2005). licos existentes en la cáscara son catequina (58.51 mg / 100 g de extractos secos), epicatequina (50.00 mg / 100 g), ácido gálico (31.76 mg / 100 g) y ácido ferúlico (19.50 mg / 100 g) (Pereira et al., 2013; Yuris, 2014; Sah et al., 2016). Bromelina La presencia de bromelina en A. comosus (piña) fue detectada por primera vez en 1891 (López et al., 1996) y en 1957 se introdujo como compuesto teraPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 péutico, investigada para el tratamiento de diferentes enfermedades (Zala, 2012; Pavan et al., 2012). La actividad de la bromelina depende en gran medida su origen y de sus propiedades bioquímicas y farmacológicas (Arumgam y Ponnusami, 2013; Pavan et al., 2012). La bromelina ha demostrado beneficios terapéuticos en bioensayos y estudios clínicos con dosis pe17 �queñas de hasta 160 mg/día. Las dosificaciones diarias típicas oscilan entre 200-2000 mg/día (Roxas, 2008); sin embargo, se cree que, para la mayoría de las condiciones, los mejores resultados se obtienen con dosis de 750-1000 mg/día (Calogero et al., 2017). El cuerpo puede absorber una cantidad significativa de bromelina, se pueden consumir aproximadamente 12 g/día de bromelina sin ningún efecto secundario importante. La bromelina se absorbe desde el tracto gastrointestinal en una forma funcionalmente intacta; aproximadamente el 40% de la bromelina marcada se absorbe del intestino en forma molecular alta (SAGARPA, 2005; Kelly, 1996). (Tabla 2). Aplicaciones Terapéuticas Actividad Antiinflamatoria La bromelina derivada de A. comosus se ha propuesto como un tratamiento para reducir el dolor y la inflamación después de lesiones musculares agudas (Aiyegbusi et al., 2011; Rathnavelu et al., 2016), disminuyendo la producción de citocinas proinflamatorias y la migración de leucocitos a los sitios de inflamación (Hale et al., 2010; Fitzhugh et al., 2008; Verma et al., 2017). La utilización del tallo es capaz de acelerar el proceso de curación de heridas al aumentar la proliferación celular, suprimir la inflamación y acelerar la remodelación tisular (Rahayu et al., 2017; Taussig y Batkin, 1988). Hale et al. demostraron por medio de un estudio donde ratones experimentales consumieron jugo de A. comosus (piña) fresco o bromelina purificada del tallo durante 6 meses presentaron una disminución de inflamación de colon y una menor incidencia de neoplasia colónica asociada a la inflamación (Hale et al., 2005a y 2010b; Fitzhugh et al., 2008; Onken et al., 2008; Kane y Goldberg, 2000). El jugo fresco in vitro demostró la eliminación proteolítica de moléculas de la superficie celular que pueden afectar la activación de leucocitos (Hale et al., 2010; Fitzhugh et al., 2008), incluyendo CD128a / CXCR1 y 18 CD128b / CXCR2 (Fitzhugh et al., 2008; Hale et al., 2002, 2005). Los efectos del extracto acuoso de diferentes partes de A. comosus para determinar el efecto en lesiones del tendón en ratas se administró a una dosis de 30 mg/kg durante los primeros 14 días posteriores a la lesión. Se mostró una reducción de la inflamación y del dolor, y que los extractos de la pulpa tienen el potencial de promover la cicatrización al estimular la proliferación de tenocitos y tenoblastos (Aiyegbusi et al. 2010, 2011; Rahay et al. 2017). En un modelo de ratas con asma aguda, la bromelina disminuyó la reactividad de las vías respiratorias y la sensibilidad a los irritantes, disminuyó los marcadores de inflamación pulmonar incluyendo infiltración de eosinófilos y leucocitos (Secor et al., 2005, 2008, 2013). La bromelina redujo significativamente las células T CD4 + y CD8 sin afectar el número de células en el bazo o el ganglio linfático. La bromelina inhibió la ovoalbúmina inducida por el modelo murino de la enfermedad alérgica de las vías respiratorias, demostrando que esta reduce la sensibilidad alérgica y la generación de enfermedades de las vías respiratorias (Secor et al., 2005, 2013). En un ensayo clínico 82 mujeres primíparas recibieron 3 tabletas de 100 mg de bromelina obtenida de A. comosus, 3 veces al día por 6 días sucesivos. Los resultados mostraron la efectividad de la bromelina en el dolor de episiotomía y la cicatrización de heridas y se indicó que la bromelina podría ser efectiva para reducir la hinchazón, los hematomas y el dolor postoperatorio en las mujeres que tienen episiotomía (Pavan et al., 2012; Golezar, 2016). Actividad anticancerígena La actividad anticancerígena de la bromelaína se atribuye predominantemente a sus componentes de proteasa (Pavan et al., 2012; Maurer, 2001). EsPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �tudios recientes han demostrado que la bromelina tiene la capacidad de modificar las vías clave que apoyan la malignidad. Su actividad anticancerígena se debe al impacto directo sobre las células cancerosas, así como sobre la modulación de los sistemas inmune, inflamatorio y hemostático (Chobotova et al., 2010; Pavan et al., 2012). Estudios en ratones demuestran que la aplicación de bromelina retrasa el inicio de la tumorogénesis y reduce el número acumulado de tumores, el volumen del tumor y el número promedio de tumores por ratón (Bhatnagar et al., 2015; Pavan et al., 2012; Bhui et al., 2009; Kalra et al., 2008;); y provoca muerte celular apoptótica (Muller et al., 2016; Pavan et al., 2012; Artem et al., 2017; Bhui et al., 2009). La bromelina tiene marcadamente actividad antitumoral in vivo sobre líneas celulares: leucemia P-388, sarcoma (S-37), tumor ascético Ehrlich, carcinoma de pulmón de Lewis y adenocarcinoma mamario ADC-755. En estos estudios, la administración intraperitoneal de bromelaína después de 24 horas de la inoculación de células tumorales dio como resultado la regresión del tumor (Pavan et al., 2012; Báez et al., 2007). La bromelina ejerce también efectos en células de carcinoma mamario MCF-7 inhibiendo el crecimiento (Bhui et al., 2010; García-Solís et al., 2009) y en células de carcinoma colorrectal ejerce acciones quimiopreventivas en carcinogénesis de colon in vivo, reduciendo la proliferación celular y promoviendo la apoptosis (Rahayu et al., 2017; Romano et al., 2014). Paroulek et al. (2002), demostraron los efectos antitumorales de la bromelina contra la línea celular de cáncer de mama humano GI101A. Resultados in vivo con ratones portadores de tumores mostraron que la bromelina fue eficaz para la supresión del crecimiento tumoral (Bhatnagar et al., 2016). En otro estudio in vivo, la bromelina redujo el desarrollo de fosas de criptas aberrantes, pólipos PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 y tumores inducidos por azoximetano (Romano et al., 2014). Actividad Antioxidante Hossain y Rahman indicaron que el grado de actividad antioxidante se debe a la presencia de compuestos como los polifenoles y el ácido ascórbico, e indicaron que de acuerdo con la cantidad de compuestos fenólicos presentes en A. comosus se considera mayor fuente de antioxidante (Yuris, 2014; Hossain y Rahman, 2011). Este estudio sugiere que los componentes antioxidantes de la planta de A. comosus se concentran en la pulpa, por su contenido de carotenoides, polifenoles y vitamina C, los cuáles son poderosos antioxidantes (Aiyegbusi et al., 2010; Pereira et al., 2013; Yuris, 2014; Chandler y Mynott, 1998; Hossain y Rahman, 2011). Sah et al. evaluaron los efectos de la adición de polvo de cáscara de A. comosus en la viabilidad y actividad de Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei y Lactobacillus paracasei ssp. paracasei en yogures a una temperatura de 4°C durante 28 días (Sah et al., 2015, 2016). Se mostró que el yogurt con cáscara de A. comosus posee actividades antioxidantes más fuertes que el grupo control (Pereira et al., 2013; Sah et al., 2015). Actividad Antirreumática Kargutkar y Brijesh estudiaron la actividad antirreumática del extracto crudo de cáscara de A. comosus con el modelo completo de artritis inducida por Freund en ratas a dosis de 50, 100, 250 y 500 mg/kg por 21 días. Se redujo significativamente la hinchazón en la pata de ratas, redujo también los niveles de superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y glutatión peroxidasa (GPx) en hígado, riñón y bazo; y proteína C-reactiva (CRP) en homogeneizado tisular y suero, sugiriendo su actividad antirreumática (Kargutkar y Brijesh, 2016; Bhattacharya, 2008). 19 �Tabla 2. Aplicaciones Terapéuticas de la piña (Ananas comosus) ACTIVIDAD BIOLÓGICA MODO DE ACCIÓN REFERENCIA Actividad Antiinflamatoria Reducción de inflamación y dolor, reducción de producción de citocinas proinflamatorias y migración de leucocitos a sitios de inflamación, aumento de proliferación celular, aceleramiento de remodelación tisular, activación del sistema inmune asociado al estrés celular, reducción de sensibilidad alérgica (Aiyegbusi et al., 2011; Rathnavelu et al., 2016; Hale et al., 2010, 2005; Fitzhugh et al., 2008; Verma et al., 2017); Rahayu et al., 2017; Taussig y Batkin, 1988; Barth et al., 2005; Onken et al., 2008; Secor et al., 2005, 2013. Actividad Anticancerígena Retraso de inicio de tumorogénesis, reducción de tumores, reducción de volumen del tumor, muerte celular apoptótica, reducción de nivel de expresión de CD44. Bhatnagar et al., 2015; Kalra et al., 2008; Muller et al., 2016; Pavan et al., 2012; Artem et al., 2017; Bhui et al., 2009; Rathnavelu et al., 2016 Actividad Antirreumática Reducción de inflamación y dolor, reducción de niveles de superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GPx) y proteína C reactiva (CRP) Kargutkar y Brijesh, 2016; Bhattacharya, 2008. Fuente: construcción propia Se han reportado estudios de bromelina para la osteoartritis. En un estudio, un mes de bromelina produjo una disminución significativa del dolor y la rigidez en pacientes con osteoartritis de rodilla. Se comparó una combinación de bromelina, tripsina y rutina con diclofenaco en 103 pacientes con osteoartritis de rodilla. Después de seis semanas, ambos tratamientos dieron como resultado reducciones significativas y similares en el dolor y la inflamación (Pavan et al., 2012; Bolten et al., 2015; Walker et al., 2002; Akhtar et al., 2004). Otros efectos y actividades biológicas La bromelina presenta actividad antihelmíntica contra Trichuris muris, Heligmonosmoides polygyrus y Haemonchus contortus (Rathnavelu et al., 2016; Salas et al., 2015; Ferreira et al., 2016), actividad proteolítica en estómago e intestino delgado (Roxas, 2008; Rathnavelu et al., 2016), es un agente fibrinolítico (Pavan et al., 2012; Taussig y Batkin, 1988), agente antiadherente frente a Escherichia coli y Vibrio (Rathnavelu et al., 2016; Pavan et al., 20 2012; Chandler y Mynott, 1998; Mynott et al., 1996), presenta efecto cardioprotector (Pavan et al., 2012; Juhasz et al., 2008) y tiene una estrategia neuroprotectora prometedora para la prevención y el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer (Sancesario et al., 2018; Lauer et al., 2001). Conclusiones De acuerdo con los estudios revisados, el principal compuesto funcional presente en A. comosus es la bromelina la cual presenta diferentes aplicaciones terapéuticas. Se ha evidenciado su actividad antiinflamatoria, citotóxica, antimicrobiana, antioxidante, antirreumática y anticoagulante. Una adecuada cantidad de A. comosus al día favorece significativamente a la salud proporcionando efectos digestivos, cardiovasculares y neurológicos. Se ha demostrado en diversos estudios tanto en animales como en humanos que la bromelina es una sustancia terapéutica no tóxica. La piña nutricionalmente puede ser considerada como un alimento funcional. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Referencias Aiyegbusi, A., Doru, F. I., Anonobi, C. C., Noronha, C. C., & Okanlawon, A. O. (2011). Bromelain in the early phase of healing in acute crush Achilles tendon injury. Phytotherapy Research, 49-52. inhibits COX-2 expression by blocking the activation of MAPK regulated NF-kappa B against skin tumor-initiation triggering mitochondrial death pathway. 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Rocha-Estrada Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica Ave. Pedro de Alba s/n, Ciudad Universitaria 66455, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México sergio.salcedomr@uanl.edu.mx L a biorremediación implica cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o sus enzimas para restituir a la condición natural un ambiente alterado por contaminantes que pueden ser hidrocarburos, pesticidas, aguas residuales, incluso gases tóxicos. Los sistemas utilizados suelen ser más económicos que los fisicoquímicos o térmicos, actuar en volúmenes o profundidades del suelo o agua inaccesibles para otros métodos, implementarse más frecuentemente in situ y las enzimas y poblaciones utilizadas son respectivamente degradadas o reguladas por las otras poblaciones del ecosistema una vez que regresa este a la condición natural. Los argumentos en contra de la biorremediación son que requieren un mayor tiempo para llegar al resultado deseado, necesitan monitoreo para determinar que no se generen productos o intermediarios tóxicos y en ocasiones el medio no favorece el establecimiento y proliferación del organismo seleccionado como agente para la biorremediación. La remediación de sitios contaminados comprende básicamente tres estrategias: la destrucción o modificación del contaminante, alterando su estructura química; su extracción y/o separación del medio, volatilizándolo, solubilizándolo o por su carga eléctrica; su aislamiento o inmovilización, estabilizándolo, solidificándolo o confinándolo. La remediación de sitios contaminados comprende básicamente tres estrategias: la destrucción o modificación del contaminante, alterando su estructura química; su extracción y/o separación del medio, volatilizándolo, solubilizándolo o por su carga eléctrica; su aislamiento o inmovilización, estabilizándolo, solidificándolo o confinándolo. 24 Algunas algas usadas en biorremediación https:// www.wef.org/globalassets/assets-wef/direct-downloadlibrary/public/03---resources/algaedigest2016.pdf La biorremediación puede emplear organismos propios del sitio contaminado (autóctonos) o de otros sitios (exógenos), puede realizarse in situ o ex situ, en condiciones aerobias o anaerobias. Aunque no todos los compuestos orgánicos son susceptibles a la biodegradación, los procesos de biorremediación se han usado con éxito para tratar suelos, lodos y sedimentos contaminados con hidrocarburos del petróleo (HTPs), solventes (benceno y tolueno), explosivos (TNT), clorofenoles (PCP), pesticidas (2,4D), conservadores de madera (creosota) e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs). Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos, varían en función de la estructura química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras. El proceso de biorremediación incluye reacciones de óxido-reducción, procesos de sorción e interPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �PHAs http://lenguajequimico.blogspot.com/2010/05/ nomenclatura-de-los-hidrocarburos.html cambio iónico, e incluso reacciones de acomplejamiento y quelación que resultan en la inmovilización de metales. Las algas pueden utilizarse en el tratamiento de aguas contaminadas con compuestos orgánicos recalcitrantes por derrames accidentales o de aguas de desecho domésticas, agrícolas o industriales. Algunos de los propósitos pueden ser el de remover las bacterias coliformes, los metales pesados, el nitrógeno y/o fósforo, el reducir las demandas bioquímica y química de oxígeno o el remover o degradar compuestos orgánicos. Se estima que los derrames anuales de petróleo están en el rango de 2X105 a 2X106 de toneladas métricas. Aunque las cianobacterias y microalgas son miembros importantes de la comunidad micro- Factores que afectan el proceso de biorremediación https:// www.researchgate.net/figure/Factors-of-influence-inbioremediation-processes_fig5_286596893 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 TNT Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/ index.php?curid=1622320 biana en los ecosistemas acuáticos y terrestres, existen pocos reportes que las relacionen con la degradación de petróleo. No obstante, se ha presentado evidencia de que producen enzimas capaces de transformar estos hidrocarburos en compuestos menos tóxicos, este es el caso de Scenedesmus obliquus GH2 que se emplea en consorcios con bacterias y del género Rhodococcus, que se asocia con la degradación de n-alcanos de hasta 36 C y alcanos pesados de combustibles. Se ha sugerido que miembros del fitoplancton marino pueden asimilar y acumular varios hidrocarburos clorados y disminuir su concentración en el medio, mientras en ríos, las células de las algas vivas pueden absorber significativamente bifenilos policlorados (PCBs) disueltos. La evidencia indica que estos compuestos se acumulan en las reservas lipídicas del fitoplancton de lagos y también en los exudados de macroalgas feofíceas marinas como Ascophyllum nodosum y Fucus sp. PCB 153 https://biomonitoring.ca.gov/es/es/chemicals/ bifenilos-policlorados-pcbs 25 �Portieria hornemannii https://alchetron.com/ Portieria#demo Otro tipo de contaminante común en la columna de agua son los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) que se presentan naturalmente en los combustibles fósiles como carbón y petróleo, pero que se forman en la combustión incompleta del carbón, diesel, madera y vegetación. Son moléculas recalcitrantes y tóxicas que persisten en el agua por su hidrofobicidad y escasa solubilidad. Se ha demostrado que las diatomeas Skeletonema costatum y Nitzchia sp. pueden acumular y degradar en cierta medida dos tipos de PHAs, el fenantreno y fluoranteno (más eficientemente su mezcla y luego el fenantreno que el fluoranteno y S. costatum lo hace más efectivamente que Nitzchia). El fenantreno también ha sido degradado sin suministro externo de oxígeno por el consorcio formado por el alga Agua ácida de minería en Portugal https:// www.wikiwand.com/en/Environmental_impact_of_mining 26 Chlorococcum http://cfb.unh.edu/phycokey/Choices/ Chlorophyceae/unicells/non_flagellated/ CHLOROCOCCUM/Chlorococcum_Image_page.htm Chlorella sorokiniana y la bacteria Pseudomonas migulae. Otro experimento sugiere que la habilidad de oxidar el naftaleno en condiciones fotoautotróficas está ampliamente distribuida en las algas pues esa capacidad se ha demostrado en algunas cianobacterias, clorofitas, rodofitas, diatomeas y pardas. El 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) disuelto en agua o adsorbido en el sedimento es tóxico para una variedad de organismos marinos y se ha sugerido que la presencia de nitratoreductasas en las algas les permite degradarlo, esto es apoyado por la evidencia de que las macroalgas marinas Acrosiphonia coalita (verde), Porphyra yezoensis y Portieria hornemannii (rojas), tienen la capacidad de remover el TNT del agua de mar. Por otra parte, se ha desarrollado un biosensor basado en la combinación de una cepa sensible y otra resistente de la microalga verde Dictyosphaerium chlorelloides para la detección de este contaminante. En países en desarrollo, los pesticidas causan al año un millón de casos de intoxicación y hasta 20,000 muertes. Dentro de las micralgas verdes, Scenedesmus quadricauda posee la habilidad de remover de su ambiente dos fungicidas (dimetomorfo y pyrimetanil) y un herbicida (isoproturón), Chlamydomonas PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Laguna de oxidación en Texas foto de E.Butler https:// link.springer.com/article/10.1007/s13201-015-0285-z Planta de tratamiento de aguas residuales http://makingbiodiesel-books.com/algae-bioproducts/algae-wastewater -treatment/ reinhardtii la de acumular y degradar los herbicidas prometrineto y fluroxipir, Monoraphidium braunii el bisfenol A y Chlorococcum sp. y Scenedesmus sp. el insecticida ciclodieno α-endosulfan. Mientras que Ankistrodesmus fusiformis en presencia del herbicida mesotrione puede incrementar su densidad celular. En el caso de aguas residuales de actividades mineras, la recuperación de un mineral de interés implica comúnmente el aumento de la concentración de metales pesados como Al, As, Cd, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn y sulfatos, así como la acidificación del agua, lo cual puede ocasionar casos severos de envenenamiento en la biota silvestre y doméstica. Diferentes trabajos han demostrado que las microalgas son capaces de remover estos contaminantes bajo cierto rango de pH acumulandolos, absorbiendolos o adsorbiéndolos. Tal es el caso de la diatomea Phaeodactylum tricornutum y algunas cepas de algas verdes de los géneros Chlorella, Scenedesmus, Cladophora y de las cianobacterias Spirulina, Oscillatoria y Anabaena, que han demostrado poder remover un volumen considerable de metales pesados, actuando como hiperacumuladoras e hiperadsorbentes de diferentes elementos. En el proceso, generan una alta alcalinidad, que es esencial para la precipitación de los metales pesados durante el tra- PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 tamiento. La capacidad de remoción es decreciente de clorofitas a feofitas a rodofitas y se ha encontrado que la biomasa algal inerte puede absorber aún más metales que las algas vivas. Las clorofitas de agua dulce Cladophora glomerata y Oedogonium rivulare se han empleado en la remoción continua de Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Mn, Ni y Pb de este tipo de aguas de desecho y Stigeoclonium sp. puede sobrevivir en aguas de minería con alta concentración de Zn. En el tratamiento de aguas de desecho existen tres estadios principales. En el primario el agua se mantiene en un tanque de sedimentación donde los sólidos más pesados se hunden y los más ligeros y aceites flotan. Mientras el agua se pasa al segundo estadio del tratamiento, los sólidos del fondo son Chlorhormidium http://algae.ihb.ac.cn/english/ algaeDetail.aspx?id=62 27 �Ulothrix http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/Kennkarten% 20Algen/Chlorophyta/source/Ulothrix%20sp.2.html Depurador con césped de algas https://www.reef2reef.com/ threads/algae-scrubber-basics.63113/page-3 raspados y por una tolva estos lodos se dirigen a instalaciones para darles otro tratamiento, las natas que flotan son colectadas y retiradas también. En el tratamiento primario aproximadamente del 25-50% de la demanda biológica de oxígeno (DBO), 50-70% de los sólidos suspendidos y 65% del aceite y grasa se remueven, junto con algo del nitrógeno y fósforo orgánicos y metales pesados asociados con sólidos, pero no los constituyentes disueltos o coloidales. El agua puede usarse después de este tratamiento para riego de terrenos de cultivos no destinados para consumo humano o que se someten a un proceso anterior a su consumo. El segundo estadio está diseñado para degradar los contenidos orgánicos mediante procesos biológicos aeróbicos mediados por bacterias, como la biofiltración (usando arena, por contacto con piedras, virutas de madera o plástico o por goteo), la aireación por 30 h (por burbujeo o aspersores) y en climas cálidos las lagunas de oxidación (por 2-3 semanas) resultando en la elevación del contenido bacteriano y la reducción de los contaminantes biodegradables a niveles seguros para poder liberar el agua al ambiente local. En el tratamiento secundario, típicamente se remueve el 85% de la DBO y los sólidos suspendidos originalmente presentes en el agua residual cruda y algo de los metales pesados. Los lodos activados se incorporan a los obtenidos en el primer estadio y se procesan en conjunto dando un efluente de mejor calidad, sobre todo después de un paso de desinfec- ción (cloro, ozono, UV) que remueve una gran proporción de bacterias y virus. Este estadio, produce un agua clara aparentemente limpia, sin embargo, remueve muy poco fósforo, nitrógeno, minerales disueltos y orgánicos no biodegradables, de manera que cuando es descargada en los cuerpos de agua naturales, causa eutroficación y problemas a largo plazo debido a los orgánicos refractarios y los metales pesados. El tercer estadio tiene por objeto elevar la calidad del agua para cumplir los estándares domésticos e industriales o llenar los requerimientos específicos de seguridad y salubridad de una descarga, es decir que implica la remoción de patógenos, nitrógeno, fósforo, sólidos suspendidos adicionales, orgánicos recalcitrantes, metales pesados y sólidos disueltos y que es segura para reusarse. En algunos casos se requiere un tratamiento más avanzado conocido como estadio cuaternario, donde los niveles de contaminación que se manejan son del orden de partes por millón o partes por billón e implican procesos de oxidación o filtrado fino. Cada uno de los cuatro estadios aborda diferentes contaminantes y el agua se hace más limpia a medida que avanza en las fases. 28 Debido que las algas tienen una elevada velocidad de crecimiento y asimilación de nutrientes (principalmente formas solubles de nitrógeno y fósforo) y pueden crecer durante todo el año en climas cálidos y templados, han sido utilizadas con éxito en estadios terciarios de tratamiento de aguas de PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �desecho municipales y ganaderas. Incluso se han implementado procesos para la biorremediación de gases producidos en refinerías y termoeléctricas, donde la biomasa producida es cosechada para obtener suplementos alimenticios para el ganado, biocombustibles o metabolitos de valor biotecnológico. Estos sistemas utilizan algas suspendidas en la columna de agua (Chlorella vulgaris, Scenedesmus obliquus, Scenedesmus sp., Chlorhormidium (Hormidium), Phormidium, Tribonema sp., Pseudanabaena sp., Monoraphidium sp.) o algas filamentosas fijas a una red de nylon, esta última tecnología se conoce como depurador con césped de algas (algal turf scrubber ATS) y se han empleado algas como Cladophora, Microspora willeana, Ulothrix sp., Ulothrix zonata, Ulothrix aequalis, Rhizoclonium hieroglyphicum, Stigeoclonium sp., y Oedogonium sp. En el tratamiento de estiércol de porcinos y bovinos los géneros que aparecen en literatura son Spirulina (Arthrospira), Phormidium, Chlorella y Scenedesmus. Debido a que la remoción de metales pesados es realizada con una alta selectividad se ha sugerido que los procesos de ficorremediación se pueden adecuar a un tipo específico de contaminante y a través de ingeniería genética aumentar los límites de asimilación y la especificidad de las especies algales. La ingeniería genética también podría ser utilizada para producir una nueva generación de algas con una capacidad mejorada de biorremediación sobre contaminantes orgánicos del agua como PCBs, (PAHs) y varios compuestos tóxicos. Ejemplos de compañías que trabajan en ingeniería genética de algas para mejorar la producción de biocombustibles (por ejemplo que secreten los aceites fuera de la célula son Synthetic Genomics (La Jolla, CA; <http://www.syntheticgenomics.com>), Solazyme (Sur de San Francisco, CA; <http:// www.solazyme.com>), Sapphire Energy (San Diego, CA; <http://www.sapphireenergy.com>), Phycal (Highland Heights, OH; <http://www.phycal.com/ PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 site>), Seambiotic (Israel; <http:// www.seambiotic.com>) y TransAlgae (Israel; <http://www.transalgae.com>). Referencias Arvia Technology (2019). What Are the Three Stages of Wastewater Treatment? En línea en: https:// www.arviatechnology.com/what-are-the-three-stages-ofwastewater-treatment/ Consultado el 18 octubre 2019. Bwapwa, J., Jaiyeola, A., Chetty, R. (2017). Bioremediation of acid mine drainage using algae strains: A review. South African Journal of Chemical Engineering. 24 (27p.) 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Rocha-Estrada, M.A. Alvarado-Vázquez y S. Moreno-Limón Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica Ave. Pedro de Alba s/n, Ciudad Universitaria 66455, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México *sergio.salcedomr@uanl.edu.mx A demás de los importantes servicios ambientales que las algas proporcionan a la biosfera, como son la producción de oxígeno, el aumentar la fertilidad de suelos y océanos, constituir la base de las cadenas tróficas de ambientes acuáticos, contribuir a disminuir el impacto del calentamiento global mediante el secuestro de carbono y la formación de nubes, las algas han sido desde la antigüedad aprovechadas por el hombre como fuente de alimento, forraje, fertilizantes y remedios para enfermedades. En la actualidad se les considera un recurso renovable valioso gracias a los productos, procesos y servicios biotecnológicos que generan o en que participan, los cuales impactan en las industrias alimenticia y farmacéutica, así como en la salud pública. Ficocoloides Las algas que son visibles sin requerir de una lente y pueden asirse con la mano se conocen como macroalgas, comúnmente son marinas y basándose en su coloración se reconocen las algas pardas, rojas y verdes. De las paredes celulares de las algas pardas se puede extraer ácido algínico que se recupera en forma de su sal de calcio o alginato. El alginato es un polímero compuesto de monómeros de ácido Dmanurónico y L-gulurónico que se obtiene de algas pardas como Macrocystis, Laminaria y Ascophyllum y se utiliza en la industria farmacéutica y alimenticia como estabilizante de emulsiones y suspensiones. El carragenano es una mezcla de polisacáridos derivados de galactosa que se extrae de las paredes celulares de las algas rojas como Chondrus crispus, Furcellaria fastigiata y especies de Hypnea, Gigartina, Eucheuma spp. y Kappaphycus alvarezii. Este ficocoloide tiene aplicaciones en la industria ali30 Cultivo de Eucheuma https://www.wikiwand.com/en/Eucheuma menticia (para la fabricación de postres lácteos), textil y farmacéutica. También de las paredes celulares de algas rojas como Eucheuma, Gelidium y Gracilaria se extrae el agar, un polímero de unidades de galactosa que contiene dos polisacáridos mezclados, la agaropectina y la agarosa, ambos formados por unidades alternadas de galactosa y galactopiranosa. El agar es comúnmente utilizado en microbiología para gelificar medios de cultivo, pero tiene otros usos, como laxante, espesante de sopas, gelatinas y helados, y como aclarante de cerveza. La agarosa, es utilizada en biología molecular Chondrus sp. http://www.fao.org/fishery/ species/2788/en en técnicas de PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Cosméticos a base de algas https://www.fq.co.nz/beauty/algaebeauty-products Gelidium sp. https://fr.wikipedia.org/wiki/Gelidium#/media/ Fichier:FMIB_53616_Rhodophycees_ou_Floridees_ (Algues_rouges)_Gelidiacees,_Gelidium_corneum_Lamour.jpeg electroforesis, para separar fragmentos de DNA por electroforesis en este gel y proteínas en columnas de exclusión molecular. Cosméticos En cosmética una de las técnicas de la talasoterapia implica el uso de algas en mascarillas y envolturas de la piel con el fin de rehidratarla gracias a la capacidad gelificante, nutrirla con las sales minerales que contienen, y evitar su envejecimiento al desintoxicarla gracias a la actividad antioxidante (Florotaninos de Macrocystis pyrifera) o estimulando la formación de colágeno (Monodus sp., Thalassiosira sp. y Chaetoceros sp.). Otros efectos cosméticos de las algas son el aclaramiento por inhibición Gracilaria sp. https://species.wikimedia.org/wiki/Gracilaria#/ media/File:Atlas_des_algues_marines_les_plus_r%C3% A9pandues_des_c%C3%B4tes_de_France_48_planches_repr% C3%A9sentant_108_esp%C3%A9ces_d'algues_faciles_a_r%C3% A9colter_avec_leur_description_ainsi_que_celles_des_esp% C3%A8ces_les_plus_viosines_(20350017211).jpg PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Phaeodactylum tricornutum https://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Phaeodactylum_tricornutum.jpg 31 �Spirulina sp. https://utex.org/products/utex-lb-2340? variant=30992067067994 Nostoc sp. Saved from art.com by Robert Calentine https:// www.pinterest.ph/pin/808677676814424151/ de la enzima tirosinasa (Nannochloropsis oculata), protección contra los efectos de la luz UV (Phaeodactylum tricornutum). inflamatorio y antioxidante en el tratamiento de hiperlipidemia, VIH diabetes, obesidad, artritis, anemia, enfermedades cardiovasculares, hipertensión y cáncer, entre otras. También se ha empleado como suplemento dietético para aumentar la masa muscular o como ingrediente funcional en alimentos para incrementar sus cualidades nutricionales. Microalgas como fuente de alimento y suplementos dietéticos El alto valor nutricional de algunas microalgas se ha reconocido históricamente. A principios del s. XVI la Spirulina del lago de Texcoco, en México, era consumida por los aztecas como un pastel seco de nombre “tecuitlatl”; un alimento similar se consume y comercializa por los pobladores del lago Chad en Africa y se conoce como “dihé”. En la actualidad la producción comercial de biomasa de esta cianobacteria procede de Tailandia, China, Estados Unidos e India y asciende a 4000 toneladas métricas. Spirulina se considera un alimento nutritivo por su elevado contenido de vitaminas, minerales, proteínas y ácido g-linolénico. Los ácidos grasos polinsaturados, la ficocianina y vitamina E que contiene, poseen implicaciones terapéuticas como antibacterial, antifúngico, anti VIH, antiviral, antitumoral, antimalaria, herbicida, inmunosupresor, anti- En la cultura china, la cianobacteria Nostoc se ha consumido por más de 2000 años. Se le considera alimento saludable por su bajo contenido graso y elevado contenido proteico y de pigmentos. N. falagelliforme (fa-cai) se usa además desde hace 400 años en China para tratar diarrea, hipertensión y hepatitis, así como N. sphaerioides (Ge-Xian-Mi) se consume como alimento e ingrediente herbal. Otra alga que se considera alimento saludable por su elevado contenido proteico y de carotenoides y su variedad de vitaminas es Chlorella, la cual se consume en polvo y en forma de píldoras. Además, posee propiedades antibacterial, anticoagulante, antitumoral, antioxidante, hepatoprotectora y contiene β-glucano que es un inmunoestimulante, colector de radicales libres y reductor de lípidos en sangre y un factor de crecimiento que mejora el creciChlorella sp. https://es.wikipedia.org/wiki/Chlorella miento de bacterias lácticas. Las 32 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �ventas anuales de Chlorella superan los 38 billones de dólares y las principales plantas de cultivo a gran escala se encuentran en Estados Unidos, Israel, Japón, República Checa, Taiwán e Indonesia. Productos valiosos de algas y microalgas Porphyridium sp. https://utex.org/products/utex-0637? variant=30991216738394 Algunos ácidos grasos poliinsaturados https:// www.semanticscholar.org/paper/Significance-of-long-chainpolyunsaturated-fatty-of-SchuchardtHuss/86d5e4fe789726d5696f7bf519b2d035c0b63adb Las microalgas son una fuente potencial de productos biotecnológicos, que incluyen los ácidos grasos poliinsaturados (AGPI), carotenoides, ficobiliproteínas, polisacáridos y toxinas. ner su salud cardiovascular. El ácido linolénico de Spirulina platensis y el araquidónico de Porphyridium, son también usados como suplementos nutricionales. Los AGPI, en especial los omegas 3 y 6 se han usado en el tratamiento de inflamación crónica, como el reumatismo y en enfermedades de la piel, además de prevenir el envejecimiento de la piel y fomentar su regeneración. Carotenoides Los carotenoides son pigmentos acÁcidos grasos poliinsaturados cesorios de las algas que poseen actiA varios AGPI de cadena larga, como vidad antioxidante y habilidad para el ácido eicosapentaenoico (AEP), araprevenir cáncer, envejecimiento, artequidónico (AA) y docosahexanoico rosclerosis, enfermedades coronarias (ADH), se les ha declarado como bey degenerativas. Se clasifican en caronéficos en la prevención de enfermetenos si sus fórmulas sólo contienen dades cardiovasculares. El ADH es imcarbono e hidrógeno y como xantofiportante para el correcto desarrollo las, si presentan radicales oxo, hidrodel cerebro y ojos en infantes y manxilo o epoxi. De los 400 carotenoides tener la salud cardiovascular en adulconocidos, los dos comercialmente tos. El ADH de Crypthecodinium cohnii más importantes son el β-caroteno y (Dinophyta) se emplea como un sula astaxantina, siguiendo la luteína, plemento de fórmulas maternas, el zeaxantina y licopeno. Altos niveles aceite de Schizochytrium como suplede licopeno en plasma y tejidos premento nutricional en alimentos, bebivienen la enfermedad de las coronaCrypthecodinium cohnii https:// das y piensos animales, y como aliwww.researchgate.net/figure/Schematic- rias, infarto al miocardio, la arterosmento para mujeres gestantes, lac- representation-of-Crypthecodiniumclerosis y el cáncer de próstata. La cohnii-cell-drawn-from-Perret-et-altantes y personas que quieren mante1991_fig2_227055119 fucoxantina como suplemento dietétiPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 33 �Haematococcus pluvialis https://es.wikipedia.org/wiki/ Haematococcus_pluvialis Imagen de la coloración rojiza en un lago, causada por D. salina https://www.wikiwand.com/en/Dunaliella_salina co puede prevenir la obesidad y ser de utilidad en la prevención de enfermedades como artritis reumatoide y osteoporosis además de auxiliar en el tratamiento de la diabetes. La clorofita unicelular Dunaliella salina puede contener hasta un 14% de su peso como β-caroteno, por lo que se cultiva en Australia, Israel, Estados Unidos y China. Sus aplicaciones incluyen su empleo como colorante natural de alimentos, aditivos de piensos animales, cosméticos, precursores de vitaminas (A) y por sus propiedades antioxidantes, se les asocian con actividades antiinflamatorias y anticáncer, por lo que se recomienda en casos de arterosclerosis, reducción de triglicéridos, colesterol y lipoproteínas de alta densidad en sangre. Los carotenoides fitoeno y fitofluoeno de D. salina protegen contra el daño oxidativo y por luz UV, que provocan el envejecimiento prematuro y otros desórdenes. La luteína es un carotenoide que Ankistrodermus convolutus produce en cantidades importantes tiene uso potencial para la alimentación aviar. El carotenoide astaxantina puede llegar a acumularse hasta representar el 5% del peso seco de la clorofita unicelular flagelada Haematococcus pluvialis. Esto ocurre cuando se estresa debido a condiciones ambientales desfavorables, en este estado, retrae los flagelos, aumenta el grosor de su pared celular y 34 el pigmento la torna roja. La astaxantina se emplea como agente colorante de alimento, aditivo de alimento para la industria avícola y para acuacultura, donde imparte un color rosado a trucha, salmón y camarón. Encapsulada se ofrece como nutracéutico para humanos, Por su fuerte actividad antioxidante protege contra cáncer, enfermedades inflamatorias y cardiovasculares, síndrome metabólico, diabetes, nefropatía diabética, úlcera gástrica inducida por alcohol, disfunción inmune por edad, enfermedades estomacales, neurodegenerativas y oculares (degeneración macular, catarata, glaucoma, retinopatía diabética, retinitis pigmentosa). Se cotiza a 2,500 dólares el kilogramo. Ficobiliproteinas Las ficobiliproteínas son pigmentos accesorios de rodofitas, cianobacterias, haptofitas y criptofitas. Las principales son la ficobilina, ficocianina y aloficocianina. Su contenido celular depende de la intensidad y calidad de la luz que recibe (alrededor del 13% del peso seco en S. platensis) y se produce comercialmente con cultivos de Spirulina, Synechococcus y Porphyridium cruentum. Sus aplicaciones principales son como colorantes naturales para alimentos (goma de mascar, sorbetes helados, paletas de dulce, refrescos, productos lácteos, wasabi) y cosméticos (delineadores y labiales), así como marcadores fluorescentes en el diagnóstico inmunológico médico. Gracias a su actividad antioxidante poPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Caulerpa sp De Nhobgood Nick Hobgood - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid=5704057 Alexandrium catenella http://www.marinespecies.org/ photogallery.php?album=1033&pic=33859 seen efectos benéficos para la salud, resaltando el efecto protector de las células pancreáticas y articulaciones. Ficotoxinas Las toxinas de microalgas son producidas principalmente por dinoflagelados y cianobacterias y se asocian con un crecimiento repentino de sus poblaciones causado por un aumento en los niveles de nitrógeno y fósforo del agua. Las toxinas causan problemas de salud en humanos, mascotas, ganado y vida silvestre ya que provocan síntomas de neurotoxicidad, hepatotoxicidad, citotoxicidad y dermato- Anabaena sp. https://fmp.conncoll.edu/Silicasecchidisk/ LucidKeys3.5/Keys_v3.5/Carolina35_Key/Media/Html/ Anabaena_Main.html PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 xicidad. Sin embargo, dentro del rango de sus actividades biológicas se incluye la antitumoral y citotóxica contra líneas celulares de cáncer como linfomas y carcinomas; la antibiótica, la antifúngica, la inmunosupresora y la neurotóxica, esta última ha permitido observar el efecto de nuevas drogas antipsicóticas y para tratar la esquizofrenia. Las toxinas más comunes que se presentan en agua dulce son producidas por especies de cianobacterias como Microcystis, Anabaena, Nostoc y Oscillatoria e incluyen la microcistina, la homo y anatoxina-a y saxitoxinas. Las toxinas de los dinoflagelados marinos causan parálisis, diarrea, convulsiones, amnesia, arresto Chondria armata http://www.imb.dvo.ru/misc/algae/index.php/ru/ component/mtree/en2/rhodophyta/order-ceramiales/familyrhodomelaceae/genus-chondria/111-chondria-armata-k-tzingokamura?Itemid= 35 �Scytonema sp. https://fmp.conncoll.edu/Silicasecchidisk/ LucidKeys3.5/Keys_v3.5/Carolina35_Key/Media/Html/ Scytonema_Main.html respiratorio y a veces la muerte en humanos que ingieren moluscos bivalvos o peces de arrecifes que se han alimentado de algas tóxicas. Estas toxinas son producidas por especies de Alexandrium, Dinophysis, Karenia y Gymnodinium e incluyen las pectentoxinas, ciguatoxinas y el ácido okadaico entre otras. La caulerpina de las macroalgas Caulerpa spp. y Chondria armata (verdes y roja respectivamente), es un alcaloide tóxico del grupo de los Bis-indoles que tiene aplicación potencial en ingeniería como agente anticorrosión y en medicina por sus actividades contra el dolor, antiinflamatoria, antitumoral, antiherpes, larvicida, antimicrobiana, inmunoestimulante, antidiabética, regulatoria del crecimiento vegetal, antituberculosis y espasmolítica. Otros compuestos bioactivos Dentro de las adaptaciones de las algas se cuenta la síntesis de moléculas que le confieren ventajas que le permiten lidiar con depredadores, competidores y el estrés ambiental. Estas sustancias, que comúnmente son metabolitos secundarios, comprenden ácidos orgánicos, carbohidratos, aminoácidos, péptidos, vitaminas, promotores de crecimiento, antibióticos, enzimas y toxinas. La necesidad de nuevos medicamentos ha llevado a la exploración de estos 36 Stigonema sp. http://cfb.unh.edu/phycokey/Choices/ Cyanobacteria/cyano_filaments/cyano_branched_fil/ cyano_true_branches/STIGONEMA/Stigonema_Image_page.html compuestos en búsqueda de actividades biológicas de utilidad para la humanidad, que han resultado en el descubrimiento de compuestos anticáncer, antivirales, antioxidantes e inmunomoduladores. Antioxidantes Otros compuestos antioxidantes y que actúan como protectores contra luz UV son el dimetilsulfopropionato y los aminoácidos tipo micosporina que algunas microalgas (haptofitas por ej.) sintetizan. Anticoagulantes Ciertos depsipéptidos como la micropeptina, microcystilida, cyanopeptolina, oscillapeptina y nostocyclina son inhibidores de enzimas como la tripsina, plasmina, trombina y quimiotripsina y tienen aplicaciones potenciales en el tratamiento de oclusiones arteriales y enfisema pulmonar. Antivirales La cyanovirina-N de cianobacterias ha demostrado ser un potente antiviral contra el VIH, por lo que se está considerando que podría ser el ingrediente activo de un compuesto vaginal tópico para prevenir el contagio de SIDA. La cyanovirina de Nostoc además ha tenido un efecto positivo en el tratamiento de influenza (H1N1). Ciertos polisacáridos sulfatados de las paredes celulares de algas tienen actividad antiviral, como el espirulano de S. platensis, que inhibe la entrada a las células de los virus cauPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �santes de paperas, Herpex simplex y citomegalovirus, y los del alga roja Porphyridium la adsorción de los viriones del HSV-1, HSV-2 y Varicela zoster. Los polisacáridos sulfatados de microalgas inhiben el virus de la encefalomiocarditis, del Herpes tipo 1 y 2, el de VIH, el virus de la septicemia hemorrágica en peces salmónidos, el virus de la fiebre porcina y el de la varicela. En particular el carragenano de algas rojas inhibe la absorción del papilomavirus humano y la liberación de su cubierta. Se ha demostrado que las scytoficinas de Scytonema pseudohofmanni inhiben células de carcinoma epidermoide y otras líneas celulares de mamífero, mientras la scytonemina de Stigonema es un inhibidor de quinasa con actividades antiproliferativas e inflamatorias y la cryptoficina es un destacado compuesto anticáncer. En las macroalgas pardas el fucoidan que es un polisacárido sulfurado de la pared celular compuesto por una mezcla de monosacáridos como la fucosa, glucosa, xilosa y galactosa, tiene actividad antiinflamatoria correlacionada con su actividad antioxidante y anticáncer debido a que induce la apoptosis celular promoviendo la actividad de caspasas, o suprime la angiogénesis previniendo la formación de capilares sanguíneos. Biocombustibles Las algas pueden almacenar como sustancia de reserva diferentes tipos de lípidos hasta llegar de un 16 a un 68% de su peso seco y al cultivarlas en estanques la cosecha puede alcanzar los 136,000 L/ ha, una cifra superior a los rendimientos de cultivos de plantas oleaginosas, que llegan entre 172 y 5950 L/ha. Los lípidos de microalgas como Chlorella, pueden utilizarse en la producción de biodiesel, el que se obtiene de Ch. protothecoides es de alta calidad por su elevado valor calórico y viscosidad. Otros biocombustibles que se obtienen de algas son el metano, por la descomposición bacteriana de las mismas y el hidrógeno. Biorremediación Uno de los gases de invernadero causantes del calentamiento global es el CO2. Las algas lo utilizan para la síntesis de biomoléculas en su proceso fotoPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Scenedesmus sp. https://www.youtube.com/watch?v=mvJArIKQT0 sintético. En teoría las microalgas podrían utilizar hasta el 9% de la energía solar que llega a la tierra y producir 280 ton de biomasa seca por ha por año, secuestrando alrededor de 513 tons de carbono. Algunas algas que pueden crecer en atmósferas con niveles de CO2 tan altos como 10-13% son Spirulina sp., Scenedesmus obliquus y Chlorella vulgaris. En cuestiones de salud pública, las descargas de agua residual (AR) doméstica e industrial representan un gran reto, sobre todo cuando además de elementos y compuestos que elevan el contenido de materia orgánica y su fertilidad, contienen algún contaminante. Uno de los sistemas más eficientes para el tratamiento de AR en zonas tropicales donde predominan en el año elevadas temperaturas e insolación consiste en estanques someros con ruedas de paletas para mover el agua y favorecer la transferencia de masas y optimizar el crecimiento algal. En estos sistemas se reduce eficientemente los indicadores de contaminación como son total de partículas en suspensión (TPS), demandas química y biológica de oxígeno (DQO y DBO) y contenidos de nitrógeno y fósforo, entre otros y se pueden extraer muestras para realizar bioensayos para monitorear la presencia de tóxicos ambientales. Efluentes municipales, de fábricas de almidón, textiles, huleras y moliendas de aceite de palma, se han tratado con éxito con algas individuales y los lixiviados de rellenos sanitarios con consorcios. Los sistemas de biorremediación de AR también comprenden métodos 37 �miento, marcadores de estrés oxidativo, composición bioquímica y pigmentación. Tal es el caso de las clorofitas Pseudokirchneriella subcapitata, Dunaliella tertiolecta, Chlorella spp. y la haptofita Isochrysis galvana que son las más comúnmente usadas en los bioensayos para detectar y medir metales pesados, pesticidas y fármacos. En cambio, para estimar niveles de eutroficación causada por fertilizantes o aguas industriales las algas más comúnmente empleadas son Ch. vulgaris, Scenedesmus quadricauda y Ankistrodermus convolutus. P. (Raphidocelis) subcapitata https://sagdb.uni-goettingen.de/ detailedList.php?str_number=61.81 con algas inmovilizadas, como el caso de Chlorella vulgaris en alginato, que exitosamente ha removido colorantes para textiles y Chlorella vulgaris y Scenedesmus obliquus el nitrógeno y fósforo de urbanas. Biomonitoreo También las algas susceptibles a tóxicos resultan útiles en bioensayos y biomonitoreo de contaminantes. Sirven para estimar su toxicidad y efectos biológicos sobre el crecimiento, fotosíntesis, movi- Isochrysis galbana https://www.sciencedirect.com/topics/ agricultural-and-biological-sciences/isochrysis-galbana 38 Sargassum swartii https://www.researchgate.net/figure/ Sargassum-swartzii-Turner-CA-Agardh-a-Habit-b-leaves-cvesicles-d-androgynous_fig8_200805046 Chondria dasyphylla https://es.wikipedia.org/wiki/ Archivo:Chondria_dasyphylla_Crouan.jpg PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Antiprotozoarios En diferentes experimentos in vitro se ha demostrado la actividad anti protozoarios de los extractos acuosos y orgánicos de rodofitas, feofitas y clorofitas, contra Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei rhodesiense, Leishmania donovani y Plasmodium falciparum, Giardia intestinalis, Entamoeba histolytica y Trichomonas vaginalis. Entre las algas que se han ensayado con éxito se cuentan las clorofitas Cladophora rupestris, Cladophora glomerata, Codium fragile ssp. tomentosoides, Ulva intestinalis y Ulva Lactuca; las pardas Lobophora variegata, Dictyota dichotoma, Halopteris scoparia, Sargassum natans, Dictyota caribea, Turbinaria turbinata y las rodofitas Laurencia microcladia, Scinaia furcellata y Plocamium cornutum. Los compuestos con esta actividad son quinovo piranosil sulfurados de glicerol (antiprotozoos), fucoxantina y sargaquinal (antimalaria) entre otros. Larvicidas Existen reportes que correlacionan la mortandad de larvas de mosquito con la presencia de ciertas algas. Este fenómeno se ha registrado para Aedes aegypti con Chlorella vulgaris. Los extractos con acetato de etilo de Sargassum swartzii y Chondria dasyphylla se han reportado que alcanzan una mortalidad del 96 y 95% respectivamente, contra larvas del mosquito vector de la malaria Anopheles stephensi. También los derivados del ácido domoico de Ch. armata poseen actividad larvicida. Medicina forense La presencia de los esqueletos de sílice de diatomeas en los pulmones, se ha validado como una prueba exitosa para identificar el ahogamiento como la causa de muerte, en casos de muertes por causas dudosas y en ocasiones, señalar el sitio exacto donde ocurrió gracias a la presencia de especies características de ríos, lagos o bahías. Sustituto cárnico Actualmente se comercializa con el nombre de TAP, Alnuts o Nostoc un sustituto o suplemento de la carne que se presenta en la forma de sushi, pollo, PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 pavo, atún o carne roja consistente en proteína algal texturizada digerible. Los recursos microalgales son valiosos para un país, pues tienen una diversidad de aplicaciones, ya sea como fuente de alimento y piensos animales, potencial de nutracéuticos, aditivos para alimentos o cosméticos, biocombustibles y moléculas bioactivas, o por su empleo en procesos como la biorremediación. Referencias Bueno Ariedea, M., Marcílio Candidoa, T., Morocho Jacome, A.L., Robles Velasco, M.V., de Carvalho, J.C.M., Rolim Baby, A. (2017) Cosmetic attributes of algae - A review. Algal Research. 25: 483-487. Chu Wan-Loy, C. (2012). Biotechnological applications of microalgae IeJSME, 6(1): S24-S37. Greque de Morais M., Da Silva Vaz B., Greque de Morais E., Vieira Costa J.A. 2015 Biologically active metabolites synthesized by microalgae. BioMed Research International. 15 pp. Http://dx.doi./10.1155/2015/835761 Kharkwal, H., Joshi, D. D., Panthari, P., Pant, M. K., Kharkwal, A. C. 2012 Algae as future drugs. Asian Journal of Pharmaceutical and clinical Research, 5(4): 1-4. 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International Journal of Biological Macromolecules. 139: 342-351. 39 �Solo Ciencia AEROPALINOLOGÍA DE CUPRESSACEAE-TAXODIACEAE EN EL ÁREA METROPOLITANA DE MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO A. Rocha-Estrada*, MA. Alvarado-Vázquez y M.A. Guzman-Lucio Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica Ave. Pedro de Alba s/n, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L. México. 66455 *alejandra.rochaes@uanl.edu.mx Abstract The presence of Cupressaceae-Taxodiaceae pollen was studied in the air of the metropolitan area of Monterrey (AMM) during the months of January to June 2012. A volumetric type Hirst (Lanzoni VPPS 2000, Italy), placed at a height of approximately 15 meters, and raised to 1.5 m above the ceiling of building C of the Faculty of Biological Sciences of the Autonomous University of Nuevo Leon. Daily data were expressed as daily mean grain/m3. A total of 1878 pollen grains were recorded in the air for the Monterrey metropolitan area, corresponding to 31 pollen types, of which 241 to CupressaceaeTaxodiaceae. The results of the correlation analysis between the daily average of pollen and the meteorological variables show a negative and highly significant correlation between the daily average of CupressaceaeTaxodiaceae with mean, maximum, minimum and wind speed. Key words: Taxodiaceae pollen, Monterrey, Cupressaceae- Resumen Se estudió la presencia de polen de CupressaceaeTaxodiaceae en el aire del área metropolitana de Monterrey (AMM) durante los meses de enero a junio del 2012. Para la captura del polen se utilizó un captador volumétrico tipo Hirst (Lanzoni VPPS 2000, Italia), colocado a una altura aproximada de 15 metros, y elevado a 1.5 m sobre el techo del edificio C de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Los datos diarios se expresaron como media diaria de granos/m3. Se contabilizaron un total de 1878 granos de polen en el aire para el área metropolitana de Monterrey, correspondientes a 31 tipos polínicos, de los 40 cuales 241 granos pertenecen al complejo Cupressaceae -Taxodiaceae. Los resultados del análisis de correlación entre la media diaria de polen y las variables meteorológicas, muestran correlación negativa y altamente significativa entre la media diaria de CupressaceaeTaxodiaceae con la temperatura media, máxima, mínima y la velocidad del viento. Palabras clave: Taxodiaceae polen, Monterrey, Cupressaceae- Introducción E l complejo Cupressaceae-Taxodiaceae, son árboles o arbustos siempreverdes (Cupressus, Juniperus, Thuja) o caducifolios (Taxodium); hojas escamosas, imbricadas, con vena media sin dividirse o aciculadas y simples, dispuestas en espiral, en pares alternos (decusadas) o en tríos o en cuatro; conos femeninos solitarios, horizontales o colgantes en las puntas de las ramillas, permaneciendo intactos al madurar o dehiscentes irregularmente al madurar, más o menos leñosos y secos o raramente con partes carnosas (Juniperus) e indehiscentes; semillas de 1 a 30 por escama, liberándose del cono al madurar (excepto Juniperus), con alas pequeñas. Estas familias están representadas por 28 géneros y 136 especies en el planeta, en nuestro país crecen de manera natural especies pertenecientes a Juniperus, Cupressus y Taxodium, sin embargo, también encontramos especies introducidas, el caso de Thuja occidentalis y Cupressus lusitanica (Villarreal Quintanilla y Estrada Castillón, 2008; Estrada Castillón et al., 2014). PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �El polen de Cupressaceae-Taxodiaceae se le ha encontrado que es causante de enfermedades alérgicas como la polinosis y es uno de los más frecuentes en el aire, lo cual ha sido demostrado en estudios realizados en diferentes países como México (Rocha Estrada et al., 2004; Rocha Estrada et al., 2008, Rocha Estrada et al., 2009; Leal et al., 2010), Argentina (Caramuti et al., 2014), España (Ruiz de Clavijo et al., 1988; Subiza et al., 1995; Belmonte et al., 1999; Díaz de la Guardia et al., 2006; Tortajada y Mateu, 2009), Italia (Papa et al., 2001; Mandrioli et al., 2003), Israel (Geller-Bernstein et al., 2000), Francia (Charpin, 2000; Calleja et al., 2003), Albania (Priftanji et al., 2000), entre otros. Este estudio forma parte importante de la aeropalinología del área metropolitana de Monterrey y su relación con las enfermedades alérgicas en la población que es sensible a estas biopartículas. Material y Métodos Descripción del área de estudio Ubicación geográfica. El estudio se llevó a cabo con un captador volumétrico tipo Hirst que se encuentra situado en el nivel superior del edificio "C" de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León, en el municipio de San Nicolás de los Garza, N. L. (25°43'29.9'' latitud norte y 100°18'58.5'' longitud oeste). Orografía. Su ubicación en la planicie costera del Golfo Norte “llanura esteparia del noreste” explica su altitud promedio que fluctúa entre los 520 y 420 msnm, de Oeste a Este existe una pequeña área, al Sureste del cerro del Topo, cuya altitud alcanza los 800 msnm y en la colonia Loma del Roble llega a los 600 msnm. La altitud en el centro de San Nicolás es de 495 msnm. El punto más alto esta en el cerro del Topo y la parte más baja se ubica en La Fe, al Oriente del Municipio de San Nicolás. Los limites son al Norte con Escobedo (6 km Sendero Divisorio) y Apocada en más de 8 Km; al Sur con Monterrey (12 km Avenida Los ángeles); al Este con parte de Guadalupe y Apocada y al Oeste con el área del Topo Chico en Monterrey. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Hidrografía. En época de lluvia, se forman corrientes de agua en los arroyos del Topo Chico y de la Talaverna. El arroyo del Topo Chico, anteriormente se unían las aguas de los manantiales del Cerro del Topo Chico y del Ojo de Agua de la estancia que existía a un lado de la colonia Cuauhtémoc de este Municipio. Los pequeños arroyos del Topo y La Talaverna pertenecen a la subcuenca del río Pesquería, corriente perteneciente a la gran cuenca del río San Juan; ambos arroyos captan el agua que baja de la sierra de las Mitras, lomerío de las Animas y cerro del Topo, atravesando de Oeste a Este el Municipio (Gobierno de San Nicolás). Clima. El clima característico predominante de acuerdo con el sistema de clasificación de Köppen modificado por García (2004) es el seco estepario cálido y extremoso, con lluvias irregulares a finales del verano clasificadas –BS(h’) hw(e’). La temperatura media anual es de 22.1°C. La precipitación escasa, entre 300 y 500 mm, como consecuencia de su situación con respecto del movimiento de la faja subtropical de presión (Limón y Leal, 1995 en Rocha -Estrada, 2005). Estudio aerobiológico Para la captura y recuento del polen atmosférico se tomaron en cuenta las recomendaciones de la Asociación Panamericana de Aerobiología utilizando captadores volumétricos tipo Hirst (Hirst, 1952). Muestreo. El muestreo se llevo a cabo en el edificio de unida de “C” de la Facultad de Ciencias Biológicas ubicado en el municipio de San Nicolás de los Garza, Nuevo León. Para ello se cuenta con un colector volumétrico tipo Hirst (Lanzoni Co., Italia) y una vez verificado su correcto funcionamiento, semanalmente se preparó una cinta Melinex® de 345 mm recubierta con aceite de silicón como adhesivo y se colocó en el tambor rotatorio del aparato. El aparato se regula a un flujo de aire constante de 10 litros/minuto, el cual penetra a través de un orificio de 2x14 mm, quedando las partículas sólidas impactadas en la cinta, la cual se va desplazando a una velocidad de 2 mm/hora. El tiempo de una rotación 41 �completa del tambor es de siete días exactos. La cinta se cambia semanalmente y una vez retirada del aparato se transporta cuidadosamente al Laboratorio de Anatomía y Fisiología Vegetal para su procesamiento. los granos de polen presentes y los resultados obtenidos de este conteo se extrapolan a unidades de granos por volumen de aire (granos/m3), multiplicándose por el factor de corrección de 0.54. Además, se determinó el índice polínico mensual y total. Montaje de las muestras. En el laboratorio de Anatomía y Fisiología Vegetal, la cinta se divide en siete segmentos, cada uno de 48 mm de longitud, correspondientes a cada día de muestreo; cada uno de estos segmentos se adhiere con glicerogelatina teñida con fucsina a un portaobjetos estándar de vidrio. Información meteorológica. La información meteorológica de temperatura media, temperatura máxima y mínima, así como la humedad y la velocidad del viento fue proporcionada por SIMA (Sistema de Monitoreo Ambiental), se presentan los valores medios de las variables meteorológicas en el Cuadro 1. Identificación del polen. Una vez procesadas las muestras de los colectores, se procede a analizarlas al microscopio óptico. Para la identificación del grano de polen de Cupressaceae-Taxodiaceae, utilizándose las obras de Kremp (1965), Erdtman (1966), Faegri e Iversen (1989), Kapp et al., (2000) y Lacey y West (2006). También se realizó la comparación de las muestras polínicas con la colección de referencia, donde se encuentran representadas las especies que componen la vegetación del área de estudio. Análisis de correlación. Se realizó el análisis de Correlación de Spearman entre la media diaria del polen de Cupressaceae-Taxodiaceae con la temperatura (mínima, media y máxima), humedad y velocidad del viento en el programa computacional SPSS (v 22.0). Resultados y Discusión Descripción del polen El polen es inaperturado, presenta una forma esferoidal, de aproximadamente 25 micras de diámetro y una cubierta lisa. Están rodeados por una gruesa exina (parte externa) con microyemas (esferas irregularmente dispersas) y el citoplasma tiene un aspecto estrellado o multiglobular (Hyde y Adams, 1958) (Figura 1). Recuentos polínicos. Para determinar la concentración media diaria, se realizaron cuatro barridos longitudinales un conteo en cada muestra montada, para lo cual se leyó al microscopio óptico cuatro barridos longitudinales, utilizando el objetivo de 40x, según las recomendaciones de Domínguez et al., (1992). Después se identificaron y cuantificaron Cuadro 1. Media mensual de las variables meteorológicas durante enero-junio del 2012 T media T máx T mín Humedad Vel. del viento °C °C °C % km/h Enero 16.98 22.96 11.41 54.74 6.06 Febrero 16.73 21.66 12.56 72.99 8.65 Marzo 21.57 27.37 16.46 62.52 8.65 Abril 25.14 30.79 19.97 60.51 9.60 Mayo 26.62 32.00 21.23 65.18 9.41 Junio 28.54 34.45 22.99 61.07 9.63 Mes/Variable 42 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �de 19 g/m3 de aire se registró el 12 de enero del 2012 (Figura 2). En un estudio realizado por Subiza et al. (1998), en doce ciudades españolas, encuentran que en las estaciones de Toledo, Madrid y Sevilla presentaron los recuentos más altos, con variaciones interanuales importantes, destacando la intensidad de la estación de octubre 1996-abril 1997 en la que se alcanzó la media diaria máxima >700 g/ m 3. Figura 1. Grano de polen de Cupressaceae-Taxodiaceae Comportamiento aerobiológico Para el periodo de estudio comprendido entre enero y junio del 2012 se contabilizaron un total de 1878 granos de polen en el aire para el AMM, correspondientes a 31 tipos polínicos. De los cuales 241 granos pertenecen a CupressaceaeTaxodiaceae, es decir, cerca de un 12.83% del total (Cuadro 2). Otros tipos polínicos encontrados y que contribuyen de forma importante son Fraxinus (249 granos), Celtis (274 granos) y Moraceae (180 granos). El polen de Cupressaceae-Taxodiaceae se caracteriza por su presencia continua en el aire, ya que se le encontró durante 68 días (241 granos) durante el periodo de estudio. La media diaria máxima Cuadro 2. Índice polínico mensual y total de Cupressaceae-Taxodiaceae Mes/Tipo polínico CupressaceaeTaxodiaceae Otros Total Enero 165 181 346 Febrero 30 603 633 Marzo 30 440 470 Abril 10 202 212 Mayo 3 125 140 Junio 3 74 77 Total 241 1096 1878 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Por su parte Díaz de la Guardia et al. (2006), mencionan que el polen de Cupressaceae registrado en el sur de España (Granada) se encuentra presente en el aire la mayor parte del año, pero registra una alta incidencia en los meses de invierno, además muestra un comportamiento irregular en el aire, con fluctuaciones anuales, estacionales y en un mismo día. Para este estudio se encontró que el mes que presento el mayor índice polínico mensual corresponden a enero con 165 granos de polen (Cuadro 2). Con respecto a la variación horaria se registraron altas concentraciones entre las 4:00 y las 8:00 horas con un total de 78 granos de polen (Figura 3). Por su parte Rocha Estrada et al. (2013), mencionan que la mayor presencia de polen se registra entre las 15:00 y 19:00 horas. En lo referente a la correlación entre la media diaria polínica y las variables meteorológicas se muestran el Cuadro 3, en donde se puede apreciar que para CupressaceaeTaxodiaceae existe correlación negativa y altamente significativa con respecto a la temperatura media, máxima, mínima y la velocidad del viento. En un estudio realizado por Rocha-Estrada et al. (2013), encuentran que la temperatura influye de forma positiva, mientras que la humedad afecta de forma negativa la concentración de polen en el aire. Por su parte Rodríguez-Rajo et al., (2002) y Prieto Baena et al. (2003), mencionan que los factores meteorológicos ejercen una clara influencia sobre la duración de la floración y, por lo tanto, sobre la concentración de polen. De manera general la concentración polínica aumenta con la temperatura máxima, disminuye con la precipitación y la temperatura mínima. 43 �25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Figura 2. Media diaria de granos de polen de Cupressaceae-Taxodiaceae por metro cúbico de aire 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 00:00 23:00 22:00 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 08:00 07:00 06:00 05:00 04:00 03:00 02:00 01:00 0 Figura 3. Variación horaria de Cupressaceae-Taxodiaceae 44 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Cuadro 3. Coeficiente de correlación de Spearman entre la media diaria de granos y las variables meteorológicas **P<0.01, *P<0.05 Variables/Tipo polínico CupressaceaeTaxodiaceae r p T media oC 0.027 -0.406** T máxima oC 0.040 -0.322** T mínima oC 0.032 -0.469** Humedad relativa % 0.009 -0.104 Velocidad del viento Km/h -0.017 -0.296** Conclusiones El índice polínico total fue de 1878 granos de polen en el aire para el área metropolitana de Monterrey durante el período de estudio. Se identificaron un total de 31 tipos polínicos. El índice polínico total de Cupressaceae-Taxodiaceae es de 241. El análisis de correlación entre la media diaria de polen y las variables meteorológicas, muestran correlación negativa y altamente significativa entre la media diaria de Cupressaceae-Taxodiaceae con la temperatura media, máxima, mínima y la velocidad del viento. Referencias Belmonte SJ y JM Roure N. 2002. Introducción. En Valero S.A.L. y A. Cadahía G. (Eds). Polinosis polen y alergia. MRA Ediciones, S.L. 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XXIV Flora de Nuevo León. Instituto de Biología, UNAM. 84 45 �Solo Ciencia DETERMINACIÓN DE PIGMENTOS EN HOSPEDERO-PARÁSITO (Duranta repens L. y Cuscuta indecora Choysi) G.L. Cardiel-Torres y S. Moreno-Limón Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica Ave. Pedro de Alba s/n, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L. México. 66455 sergio.morenolm@uanl.edu.mx; biogpecardiel@gmail.com Resumen Las plantas parásitas juegan un papel muy relevante en los ecosistemas. Cuscuta en particular, ha levantado la voz de alarma por el daño grave que está causando a nivel mundial, esto debido a las pérdidas de cultivos del entorno rural. La contribución al conocimiento de esta planta es necesaria en todas las disciplinas a fin de encontrar la manera de controlarla y, por qué no, de aprovecharla. El objetivo del presente trabajo fue la evaluación por espectrometría de luz visible de hospedero-parasito Cuscuta indecora y Duranta repens bajo dos condiciones de extracción fresco y seco, de tal manera que se colectaron hojas de estas dos plantas dentro del área de Ciudad Universitaria en San Nicolas de los Garza, N.L. Se demostró que la planta parásita Cuscuta indecora en condición seca presento mayor concentración de carotenos que en muestra fresca, de igual manera el hospedero Duranta repens presento similitud en las concentraciones, mostrando que en condición seca presenta una cantidad mayor de carotenos que en la muestra fresca. Para el caso de clorofila la concentración que presento Cuscuta indecora en condición seca fue mayor que de forma fresca, Duranta repens por otra parte, tanto en seco como en fresco mostro una concentración con poca variación de clorofila ya que ambas presentaron similitudes en la concentración. Estos resultados muestran que tanto para la planta parásita como el hospedero en condiciones de extracción seca presentan una mayor concentración de pigmentos fotosintéticos. Palabras clave: hospedero, parasito, clorofila, carotenos Abstract The parasitic plant has a very important role in ecosystems. Cuscuta in particular, has raised the alarm because of the serious damage that is causing global level, this is due to the losses of rural crops. The contribution to the knowledge of this plant is necessary in all the disciplines in order to find the way to control and, why not, to take advantage of it. The objective of the present work was the evaluation for the visible light 46 spectrometry of the host-parasite in San Nicolas de los Garza, NL. The Cuscuta indecora parasitic plant was shown to have a higher concentration of carotenoids that in a fresh sample, and the host Duranta repens showed a similarity in concentrations, showing that in dry conditions it presents a greater amount of carotenoids that in the fresh sample. In the case of chlorophyll, the concentration presented by Cuscuta in dry condition was higher than in fresh form, Duranta repens on the other hand, both dry and fresh showed a concentration with little variation of chlorophyll since both samples showed similarities in the concentration. These results show that both the parasitic plant and the host under dry conditions have a higher concentration of photosynthetic pigments. Key words: host, parasite, chlorophyll, carotenes Introducción Cuscuta pertenece a las plantas holoparásitas, las cuales presentan una distribución cosmopolita, incluyendo unas 175 especies aproximadamente. Algunas de ellas son malezas las cuales afectan cultivos de plantas forrajeras y ornamentales, Cuscuta es el tercer género de plantas que ocasiona grandes daños en cuestión de pérdidas de diversos cultivos en el mundo (Welsh et al., 2010). Cuscuta produce pérdidas económicas significativas en los cultivos de plantas incluyendo: hortalizas, cultivos forrajeros, ornamentales, frutales, plantas leñosas, en su mayoría plantas dicotiledóneas, sin embargo, también pueden afectar a algunas especies de monocotiledóneas. Otro de los temas de importancia de esta planta parásita es su poca investigación a nivel fisiológico, unos de los temas que en cuestión que se ha mencionado poco, es si esta planta parásita cuenta con pigmentos fotosintéticos o no, los cuales como PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �ya sabemos tienen la función primordial de absorber energía lumínica, la cual depende en gran medida de la concentración de clorofila y de otros pigmentos accesorios, además obviamente de la cantidad de luz disponible y de la calidad de esta. Determinación de pigmentos Para la determinación de pigmentos se tomó un gramo de la muestra macerada de forma fresca y otro gramo de muestra seca cada una por separado, estas muestras fueron maceradas en un mortero, luego se realizaron dos filtrados de la muestra en (papel Whatman No. 4), se aforaron a 25 mil con acetona al 80%. A partir de las soluciones obtenidas, se tomaron 5mL de cada una de las muestras y se realizaron lecturas de absorbancia por triplicado en el espectrofotómetro (Spectrphotometer BioMate TM 3) en longitudes de onda; 648nm-663nm para clorofila (Godwing, 1976), 480nm750nm para carotenos totales (Britton, 1985), 450nm-508nm para carotenos amarillos y rojos (Fekete et al., 1976). Una vez obtenidos los datos de absorbancia del hospedero- parasito se prosiguió a realización de los cálculos, utilizando las siguientes formulas: La determinación de clorofilas y carotenoides de Cuscuta es, frecuentemente, un dato necesario en un análisis foliar. Existen casos como el que nos menciona en su informe Zimmermann (1962) que la planta parasita Cuscuta es clorofilica y podría inducirse a crecer de forma autótrofa en laboratorio. La cuantificación de estos pigmentos, en la mayoría de los casos, se realiza aplicando unas ecuaciones en las que se hacen intervenir los coeficientes de extinción y las absorbancias medidas, en el extracto de hojas, a longitudes específicas, además de los análisis de diferentes parámetros fotosintéticos, como la ultraestructura del cloroplasto, los contenidos de pigmentos fotosintéticos, la fotoquímica (actividades de transporte de electrones de los fotosistemas PS1 y PS2) y la actividad de ribulosa 1, 5bifosfato carboxilasa / oxigenasa (RuBPCO) sugieren la posibilidad de fotosíntesis en el parásito. Por lo que el objetivo de este trabajo fue evaluar el contendido de pigmentos de muestras vegetales de Cuscuta indecora y su hospedero Duranta repens en condiciones fresca y seca y asi contribuir al conocimiento sobre la actividad fotosintetica de esta especie de planta parasita. Materiales y Métodos Material biológico En Ciudad Universitaria de la Universidad Autónoma de Nuevo León en el municipio de San Nicolás de los Garza, N. L., se realizó la colecta cerca del mes de septiembre del 2018 muestras foliares de la planta parásita Cuscuta indecora, así como de su hospedero Duranta repens, tomando las hojas de cada planta, así mismo un parte de este material fue conservado fresco mientras que la otra se secó a temperatura ambiente (Figura 1). Carotenos (A) Y (R) (Fekete et al., 1976) CA= (A450)/peso muestra(g) CR=(A508)/peso de muestra (g) b CA= (0.264)/2g=0.132 CR=(0.075)/2g =0.0375 Carotenos totales CT (g/L)=(A480-A750)*vol. Ext.(mL)(100*E1cm1%)* (vol. Filtrado L) Donde: E1cm1%=2500(100mL g-1 cm-1) coeficiente de extinción específico para los carotenoides totales a 480nm. Contenido de grupos de carotenos= Absorbancia del extracto de cada muestra (Ab)/ peso seco de la muestra en gramos. Donde C= a la concentración de carotenos (R) o (A). Determinación de clorofila (mg/g) CLOROFILA mg/g Clorofila total= (20.2)(A648)+(8.02)(A663) Clorofila α= (12.7)( A663)+(2.69)( A648) PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 47 �Figura 1. Duranta repens, parasitada por Cuscuta indecora, en los Jardines de Ciudad Universitaria UANL Clorofila β= (22.9)( A648)-(4.68)( A663) Resultados y Discusión Cuscuta sp, no es un parásito absoluto, pues retiene cierta cantidad de clorofila en semillas, yemas, frutos e incluso en el tallo. La existencia de clorofila en Cuscuta y otros parásitos es una prueba de que los antepasados de estas plantas poseían clorofila normal y eran autotróficos (Wilson y Loomis, 1968). Los resultados obtenidos en el análisis por espectrometría denotan que en muestras secas se presenta un índice significativo de pigmentos fotosintéticos a comparación de las muestras frescas en ambas especies, sin embargo al separar la planta parasita de su hospedero se observó que Cuscuta indecora a pesar de ser una parásita que carece de pigmentos fotosintéticos como muchos autores mencionan los resultados que se obtuvieron demuestran lo contrario (Figura 2), Cuscuta presentó cantidades en cloro48 fila a de 0.82 mg/g en muestra fresca, en clorofila b 0.81 mg/g y se obtuvo una mayor cantidad en muestra seca con 3.90 mg/g de clorofila a y 2.43 mg/g de clorofila b. Así mismo estos resultados obtenidos van de la mano con los presentados por, (Zimrnermann, 1962; Pizzolongo, 1964 y Laudi et al., 1974) los cuales demuestran la presencia de una cantidad apreciable de clorofila en el tejido del tallo joven de Cuscuta. Posteriormente, se han reportado cuantificaciones de clorofila a, clorofila b, carotenoides y xantofilas en Cuscuta reflexa demostrando que la proporción de clorofila a/b durante el alargamiento de una rama joven que crece rápidamente en el huésped aumenta (Panda y Choudhury, 1992; Sahu y Choudhury, 1997). La proporción de clorofila a/b en las plantas cultivadas en el campo es más alta que en las ramitas cultivadas en laboratorio (Sahu, 1997). Por lo tanto, el cultivo de Cuscuta en campo y expuesto a la irradiancia natural sufre fotoPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �caroteno, luteína, violaxantina y neoxantina (pero no zeaxantina) aumentaron significativamente después de la incubación de las ramitas en laboratorio (Sahu, 1997). Los resultados de esta investigación coinciden con el análisis realizado a Cuscuta reflexa donde los mayores contenidos de clorofila y carotenos se encontraron en condiciones de extracción en Figura 2. Valores promedio de clorofila en muestra seca y fresca de las dos especies hosmuestra analizadas en el pedero-parasito Cuscuta indecora y Duranta repens laboratorio. Este comportamiento considera que Cuscuta indecora ha evoludestrucción de los pigmentos, especialmente de cionado en condiciones de parásita obteniendo el clorofila b, y posiblemente también de otros pigmayor beneficio respecto a nutrientes, diversos mementos (Lichtenthaler et al., 1989, Demmig-Adams, tabolitos, pigmentos etc., de su planta hospedera 1990, Choudhury et al., 1994, Webb y Melis, 1995, que este caso este caso Duranta repens. Por lo que Preiss y Thornber, 1995). es necesario entender las adaptaciones estrategias Respecto al contenido de carotenoides (Figura 3), el morfológicas, anatómicas y/o fisiológicas de esta mayor contenido fue de 0.48 g/L en carotenos rojos planta en específico, para así buscar obtener un bede las muestras secas de la planta hospedera Duneficio económico en lugar de buscar una manera ranta repens y 0.47g/L en las muestras secas de de control o erradicación de esta planta parásita. Cuscuta indecora, mientras que en las muestras Conclusiones frescas de ambas plantas fue de tan solo 0.46 g/L Al término de la evaluación por espectrometría de esto. Los carotenos amarillos representaron 0.08 g/ luz visible de hospedero-parasito es de suma imporL en Duranta y 0.13 g/L en Cuscuta en las muestras tancia considerar que la especie parásita Cuscuta secas mientras que las muestras frescas de Duranta indecora es causante de pérdidas a nivel mundial en registran 0.07 g/L y de Cuscuta representa tan solo cultivos agroeconómicos, por lo que es necesario, 0.05g/L. Estos resultados concuerdan con lo reporrealizar análisis más profundos de esta especie patado por Macleod (1961) y Baccarini (1966), quienes rásita en particular, para buscar maneras de control han demostrado que el contenido de carotenoides y por qué no de aprovechamiento alimenticio, agríen Cuscuta reflexa es comparable a la cantidad en cola e industrial. las hojas de plantas autótrofas. Así también se informó la presencia de cantidades similares de a-, βReferencias carotenos y xantofilas en Cuscuta reflexa y plantas Baccarini, A. (1966). Autotrophic incorporation of C-14no parasitarias. La cromatografía líquida de alta preO2, in Cuscuta australis in relation to its parasitism. Exsión detectó β-caroteno, zeaxantina, neoxantina, perientia 22:46-47. violaxantina, luteína, etc. en las ramas de Cuscuta Bidwell, R.G.S. (2002). Fisiología Vegetal. México, D.F.. cultivadas en el campo. Los contenidos de βAGT Editor S.A. pp.670. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 49 �nal variations in photosynthetic activity of spruces as determined by chlorophyll fluorescence. Ann. Sci. forest. 46: 483-489. Machado, M.A., Zetsche, K. (1990). A structural, functional and molecular analysis of plastids of the holoparasites Cuscuta reflexa and Cuscuta europaea. Planta 181:91-96. Macleod, D.G. (1961). Photosynthesis in Cuscuta. - Experientia 17: 542-543. Macleod, D.G. (1962). Photosynthesis in Cuscuta. New Phytol. 62: 257-259, 1962. Panda, M.M., Choudhury, Figura 3. Valores promedio de carotenos en muestra seca y fresca de las dos especies N.K. 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Seaso450. 50 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Solo Ciencia EL FRESNO Fraxinus berlandieriana DC., UNA ESPECIE DEL NORESTE DE MÉXICO NO RECONOCIDA COMO NATIVA EN EL ESTADO DE NUEVO LEÓN M.A. Guzmán-Lucio*, A. Rocha-Estrada, M.A. Alvarado-Vázquez, J.A. Gallegos-López Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Ave. Pedro de Alba s/n, Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L. México. 66455 marco.guzmanlc@uanl.edu.mx Introducción E l fresno o fresno común como se le conoce en la región a los árboles de la especie Fraxinus berlandieriana en el noreste de México, quizás en la actualidad es la especie ornamental más común, abundante e importante de la planicie costera del estado de Nuevo León, aunque no existe a la fecha un documento con ese alcance que lo avale, de los habitantes del área metropolitana de Monterrey, ¿quién no ha estado en alguna colonia o área verde pública o privada de los municipios que la integran, y aún visitar las de otros municipio del estado de Nuevo León y encontrar uno o varios árboles de fresno en su camino? Aunque en la literatura se puede encontrar gran cantidad de trabajos sobre plantas nativas ornamentales reconocidas como tales y otras propuestas con potencial para ese uso en la metrópoli de Monterrey, no hay un documento que proponga a esta especie, asevere que lo es, o clasifique como especie nativa o pretendan hacerlo de manera implícita pero sin denotarlo. El registro de la especie en la región proviene de muestras colectadas por el Francés Jean Louis Berlandier en los años 1826-1834 en el sur de Texas y noreste de México. Como discípulo de Agustín Pyramus Decandolle, se facilitó su visita a México para colectar plantas y animales, tomar notas ambientales y enviarlas de regreso a la Universidad de Geneva, Suiza. Su asignación para el estudio informativo en la comisión de límites de la frontera entre MéxiPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 co y Estados Unidos estuvo a cargo de del General Manuel Mier y Terán. (Campbell, T.N., 1983). Su descripción botánica como nueva especie es descrita por De Candolle (1844) en su magna obra Prodromus sistematis naturalis regni vegetabilis, con origen de la colecta en la Provincia de Tamaulipas, Villa de Austin en Texas, a orillas del Río de Las Nueces. Corroborado por Nesom (2010) el espécimen tipo/Lectotipo corresponde al ejemplar No. 2012 y Berlandier como legítimo colector. En Nuevo León contrario a lo esperado en el registro para la flora de Nuevo León escrito por el Dr González “Gonzalitos “ (1888), en su discurso y catálogo de plantas clasificadas que serviría para elaborar con base en registros del área metropolitana de Monterrey y sus inmediaciones la flora del estado de Nuevo León, solamente incluye al fresno Fraxinus alba, una especies con distribución en la parte norte de Nuevo León, Coahuila al igual que en la porción centro-norte de Texas, pero no a Fraxinus berlandieriana. El propósito de la presente investigación fue reunir y revisar documentación del entorno regional sobre la vegetación y especies del área para indagar el registro y estatus del fresno como especie nativa, y en caso de estar citada únicamente como especie introducida, proporcionar elementos históricos de respaldo desde el punto de vista históricotaxonómico-biogeográfico que demuestren que es nativa del estado de Nuevo León. 51 �Figura 1. Fraxinus berlandieriana especie ornamental en fructificación Material y Métodos Mediante búsqueda exhaustiva en documentos impresos y digitales y consulta de herbario, se rastrea en el tiempo el reporte de la presencia de la especie para el área metropolitana de Monterrey y en general para el estado de Nuevo León. Dado que su presencia (No como especie nativa) es constatada y reconocida por la mayoría de los pobladores del área metropolitana de monterrey, también en el sur de Texas (Si reconocida como especie nativa de México). De investigadores de universidades y centro de investigación, se consideran sus obras en donde se difunde el uso actual o potencial de la especie, generalmente relacionado como planta ornamental introducida en la región. Consulta en físico del herbario UNL y virtuales en el TEX-LL de los especíme52 nes de Fraxinus berlandieriana. Su identificación y depósito del espécimen 030223 en el herbario UNL (Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León) coom oreferencia. Registros del Herbario de la Universidad de Texas en Austin, EUA conexión-Remib-Conabio sirven de referencia para corroborar la distribución en México de la especie a la que se refiere este estudio. Resultados y Discusión Sobre el reconocimiento y estatus del fresno De la clasificación y análisis de los documentos asequibles en primer término se incluyen aquellos en donde no se cita o reconoce que la especie Fraxinus berlandieriana tiene una distribución en el estado PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �de Nuevo León, en segundo aquellos en donde se indica las especies nativas sin mencionar al fresno que sería una especie introducida, y en tercer lugar aquellos que recomiendan otras especies con potencial pero no a F. berlandieriana por considerarse de carácter introducido, y en cuarta instancia aquellos que la incluyen como una especie silvestre o autóctona pero sin enfatizar en su estatus. De casi mitad del siglo XX el estudio descriptivo de Muller (1939) sobre las relaciones que tiene la vegetación de acuerdo a los tipos Figura 2. A la derecha árboles jóvenes de Fraxinus berlandieriana en el Río Santa Catarina climáticos del estado de Nuevo dentalis (Actualmente P. rzedowski), Salix nigra y León, presenta descripciones de los tipos de vegetaotras especies asociadas en donde falta Fraxinus ción que más que relación con los tipos climáticos berlandieriana, excepto en la lista de especies de presentes en el área, los asocia a regiones del estaRojas en donde se indica que el fresno es una plando que en el nombre del tipo tienen más que ver ta cultivada y ornamental. con la fisiografía que con el clima, estos son a) Central plateau desert scrub, :b) Eastern coastal plain Ya en el siglo XXI bien representada la flora en los scrub, c) Piedmont scrub, d)Montane low forest, e) herbarios y el uso de fuentes bibliográficas electróMontane mesic forest, f) Western montane chapanicas y disponibilidad de sitios web con información rral, g)Subalpine húmid forest, h) Alpine meadow sobre plantas, Villarreal y Estrada (2008) recopilan and timberline. El tipo de vegetación de interés pauna lista florística para Nuevo León, con 3175 espera asociar a nuestra especie problema es Eastern cies y 109 taxa infraespecíficos, entre ellas el fresno coastal plain scrub, en donde en su vegetación ripaFraxinus berlandieriana con presencia en el municiria se mencionan especies como el nogal Carya pepio de Monterrey y de Sabinas Hidalgo. Una vez que can, sabino Taxodium mucronatum, sauce Salix nise analiza se puede verificar que para las especies gra, olmo Ulmus crassifolia, palo blanco Celtis misno se asigna un estatus a plantas nativas, introducisissippiensis, y Acer serratum, pero no al fresno codas y naturalizadas. mo especie asociada. El concepto de especie nativa-introducida empieza A finales del siglo XX Rojas (1965) y (Alanís et al., 1996) inician con datos sobre la síntesis de los tipos de vegetación y flora de Nuevo León, coincidiendo ambos autores en que la vegetación riparia tiene como especies dominantes en la región de la Planicie Costera a Taxodium mucronatum, Platanus occiPLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 a tomar relevancia para la flora de las áreas verdes del área metropolitana de Monterrey y también de la composición de especies de arbolado y su predominancia, como lo indica Maldonado (1983) en (Alvarado et al., 2010) menciona que para esa época las principales especies arbóreas utilizadas son el 53 �fresno, trueno, alamillo, jacaranda, canelo, araucaria, árbol del hule y magnolia, pero que sin embargo se destaca que la mayoría de esas especies tienen altos requerimientos de agua, recurso limitado en Monterrey y sus alrededores, por lo que recomienda especies que prosperan satisfactoriamente en la región sin ningún tipo de mantenimiento (riego y podas) tales como el mezquite, huizache, retama, tabachín, palo verde, mimbre y anacua. Dejando entrever que las primeras especies señaladas con alto requerimiento de agua incluyendo al fresno, no evolucionaron con la flora de carácter semiárido y por lo tanto son especies introducidas. Rocha (1994) y (Rocha et al., 1998) en su trabajo sobre el inventario de las especies utilizadas como ornamentales en las áreas verdes urbanas en plazas, parques y jardines públicos de la ciudad metropolitana de Monterrey (AMM), en donde de las 137 especies encontradas 32 son árboles, y reconoce que en orden de predominancia de individuos de las especies el fresno, trueno y canelo, son las especies más frecuentes. Estos resultados corroboran que el fresno es la especie más importante en el arbolado del área metropolitana de Monterrey y se debe tener especial atención al fenómeno de fresnización ocurrido en la ciudad. A partir del año 2000 ya se tiene un conjunto de documentos que tienen bien en claro cuales especies son reconocidas como especies nativas e introducidas, en donde se presentan listas y recomiendan determinadas especies nativas como las de Alanís (2005) sobre el arbolado urbano en el área metropolitano de Monterrey. También Zurita y Elizondo (2009). Más recientemente el de Saldívar (2017) también con los árboles recomendados para la ciudad conurbada de Monterrey. De la revisión de las especies ya utilizadas como ornamentales en el AMM se explora entre la vegetación nativa del estado para proponer nuevas especies con potencial para su uso en el AMM como es el caso de (Alvarado et al., 2010) quienes extienden 54 y circunscriben la lista a nivel estatal, proponiendo 40 especies nativas de diversas formas de vida. Reconocido en su carácter como especie nativa es posible observar en documentos como el de Havard (1885) pero la reconoce como una variedad de Fraxinus viridis var. berlandieriana con nombre común Green Ash, a quién observa establecida en ríos y arroyos de la región sur de Texas, en zona de valles específicamente en el San Antonio, Nueces, también el de Pecos. Se retoma su nombre como Fraxinus berlandieriana con el que se describió originalmente por De Candolle. En el trabajo de Van Dersal (1938) en donde el autor describe las plantas leñosas de los Estados Unidos con valor en el control de la erosión y también por (Everitt et al., 2002), quienes en el nombre común que manejan para la especie (Mexican Ash y Fresno del Río Grande) circunscriben a la especie al territorio Mexicano. El estatus como planta nativa queda de manifiesto en “Catalogo preliminar de las especies de árboles silvestres de la Sierra Madre Oriental”, libro presentado por (Rzedowski, 2015) en donde su nombre común “Fresno” lo asocia con distribución en los estados de Coahuila, Nuevo León, Tamaulipas y San Luis Potosí. Distribución en Nuevo León, Coahuila y Tamaulipas Para Nuevo León, de los especímenes revisados en el herbario UNL se tiene registros foliados para Allende (015038 como ornamental), Lampazos (015319, 015320, 015321 en vegetación riparia), Monterrey (027273, 027274, 027275, 027276 como ornamental). Especímenes registrados en el Herbario de la Universidad de Texas en Austin, EUA (LL,Tx) portados por el TEX incluyen Monterrey (Área de disturbio), (00156771 en cañones húmedos y bancos de arroyos), Las Tortillas (00156773), Sabinas Hidalgo (00156782) Especímenes registrados en el Herbario de la Universidad de Texas en Austin, EUA (LL,Tx) reportados PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Figura 3. Distribución en Texas de F. berlandieriana de acuerdo a Nesom (2010) por el TEX incluyen para Coahuila localidades como Acuña (00156772 Cañones de El Río Grande, ripario común localmente) Sierra El Carmen (00156764, Arroyo El Centinela), Sierra Maderas del Carmen (00156765 en Bosque de Pinus cembroides), Cuatro Ciénegas (00156766, 00156769), Villa Juárez (00156767), Estación General Cepeda (00156774 a lo largo de arroyo), Parras (00156776con Celtis, Salix, Populus, Baccharis, Acacia), ,Sacramento (00156777 cerca de canal de irrigación), Múzquiz 00156779). Para Tamaulipas en Nuevo Laredo (001567768, 00156778, sobre calle). Para San Luis Potosí en Ciudad Valles (00156781 en banco de río). PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Identificación De acuerdo con Nesom (2010) la especie puede ser reconocida por portar una hoja compuesta con 3 a 5 folíolos coriáceos a subcoriáceos de 5 a 9.5 cm de longitud aunque en algunos de 4 cm por 2 a 4 cm de ancho y a veces de hasta 1.5 cm, márgenes gruesamente y fuertemente serrados de ½ a 2/3 distalmente, sámaras mayormente bi-aladas pero a menudo tri-aladas también presentes en el mismo árbol, alas de la sámara gradualmente expandiéndose desde la base o a 1/3 distal del cuerpo y flanqueándolo gradualmente hasta la pare más distal la parte distal para luego estrecharse nuevamente hacia el eje central del fruto. De Juana-Clavero (2014) para la hoja en su total largo (no los folíolos) indica que 55 �Figura 4. Floración con flores pistiladas y hojas jóvenes en desarrollo otros usos como el de planta medicinal por parte de González Ferrara (1998) para Fraxinus americana quién describe las plantas utilizadas como medicinales en el noreste de México en donde las hojas del fresno se utilizan para el dolor de cabeza e insolación y (González et al., 2010) en su lista de flora útil de Nuevo León considera a F. berlandieriana con uso medicinal. Seguramente en el caso de González Ferrara la especie de fresno a la que se refiere es s F. berlandieriana ya que F. americana de acuerdo a nuestra experiencia no se encuentra en el AMM pero en algún momento se le ha considerado con ese nombre. Además de medicinal Everitt et al., (2002), lo encuentran útil como lugar de anidación de varias especies de aves y confirman que es ampliamente plantado en la región sur de Texas. Conclusión Del análisis de la información documentada y analizada se tienen argumentos suficientes para reconocer al “fresno” Fraxinus berlandieriana como una especie nativa del noreste de México y centro-sur del estado norteamericano de Texas. Que el hecho de que histórica y taxonómicamente los territorios del norte de la Nueva España fueron conciliados y que meFigura 5. Floración con flores masculinas y hojas jóvenes en desarrollo diante la Ley de Colonización dispuestos para su colonización fue aprobada el 28 de junio de 1821 como se cita en párrafo del texto con tema: puede alcanzar longitudes de 7.5 a 17.5 cm, con Colonización y pérdida de Texas con visto bueno del peciólulos de 3 a 3.5 cm. De los especímenes obserSenado de la República y el Instituto de Investigavados algunos se muestran con diferencias en la ciones Jurídicas de la UNAM publicado en 2010, de vestidura de la hoja, folíolos, pedúnculos, pedicelos manera indirecta y considerando que también el y parte proximal de la sámara ya que pueden ser de disturbio en la región no era aún notable, la vegetacondición glabra o por presentar pubescencia pubéción y especies encontradas en ese tiempo por Berrula. landier se encontrarían en estado prístino o al menos no serían de reciente introducción a su llegada Usos del fresno Fraxinus berlandieriana por tenerse árboles maduros de fresno es una prueAdemás de su uso como planta ornamental se citan ba de su estatus nativo. Taxonómicamente en con56 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �secuencia por ser una especie descubierta y ya establecida en el tiempo de inicio de la colonización prueba que no es especie introducida. Su circunscripción única de representantes de las poblaciones restringidas de la especie en todas las clase de registro de herbarios y fuentes informativas y su delimitación en el noreste Mexicano señaladas en documentos específicos de la especie con límites en donde se originan otras especies determinan que solo ahí se encuentra y constituyen un límite biogeográfico y que refuerzan el estado nativo. Que en cuya cercanía de contacto influyen en la variabilidad observada para la vestidura de la hoja, pedúnculos, pedicelos o parte inferior de la sámara, como es el caso de Fraxinus velutina y F. albicans especies colindantes que seguramente intergradan con F. berlandieriana y son responsables de la presencia y ausencia de la corta pubescencia. Sin duda es necesario efectuar un estudio a nivel molecular para determinar el grado de intergradación, similitud, mezcla y pureza de muestras en distintas poblaciones del estado. El nombre dado por botánicos Estadounidenses en donde claramente, sin prejuicio y sin distinción nominan al fresno en su idioma inglés con el calificativo de Mexican Ash asevera su relación geográfica en México. Es una especie conocida en ambientes urbanos pero en origen proviene de ecosistemas riparios formado parte de la vegetación arbórea. Referencias Alanís F. G.J., Cano y C. G, Rovalo M. M. 1996. Vegetación y flora de Nuevo León. Una guía botánico ecológica. Impresora Monterrey. 251 pp. Alanís F. G.J. 2005. El arbolado urbano en el área metropolitana de Monterrey. Ciencia UANL. Vol. 8(1): 1-32. Alvarado V. M.A., Rocha E. A., Guzmán L. M.A., Foroughbakhch P. R., Alanís F. G. 2010. Plantas nativas de Nuevo León con valor ornamental. En Alvarado V. M.A., Rucha E. A. y Moreno L. S. De la lechuguilla a las biopelículas vegetales. Las plantas útiles de Nuevo León. U.A.N.L. pags. 571-594. Campbell T.N. 1983. Journey to Mexico during the years PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 1826 to 1834: A review. The Southwestern Historical Queaterly. Vol. 86(3):401-412 De Juana C. J.I. 2014. Clave para la identificación de especies del género Fraxinus (Oleaceae) en su taxonomía actual. Bouteloua. 19:141-154. Everitt J.H., Drawe D.L., and Lonard R.I. 2002. Trees, shrubs and cacti of south Texas. Texas Tech Inversity Press. Texas U.S.A. 249 pp. González J.E. 1888. Un Catálogo y un discurso del Doctor Eleuterio González. La flora de Nuevo León. Imprenta Católica, Monterrey, México. González F. M. 1998. Plantas medicinales del noreste de México. Editora El Sol S.A. DE C.V. Monterrey, México.128 pp. González de la R. M. del C., Foroughbakhch P. R., Guzmán L. M.A. y Cadena L. S.M. 2010. Flora útil de Nuevo León. De la lechuguilla a las biopelículas vegetales. Las plantas útiles de Nuevo León. U.A.N.L. pags. 613-646. Maldonado LJ. 1983. Las especies ornamentales de la ciudad de Monterrey, N.L. Memorias de la 2ª. Reunión Nacional sobre ecología, manejo y domesticación de las plantas útiles del desierto. Instituto nacional de Investigaciones Forestales. Publicación especial. 43:111-112. Muller C.H. 1939. Relations of the vegetation and climatic types in Nuevo Leon, Mexico. The American Midland Naturalist. (21):667-729 Nesom G.L, 2010. Taxonomic notes of Fraxinus berlandieriana and Fraxinus velutina (Oleaceae). Phytoneuron. 2010 (349):1-8 Rzedowski J. 2015. Catálogo preliminar de las especies de árboles de la Sierra Madre Oriental. Flora del Bajío y de Regiones Adyacentes. Fascículo complementario XXX: 1375 Rojas M. P. 1965. Generalidades sobre la vegetación de Nuevo León y datos acerca de su flora. Tesis Doctoral UNAM. 124 PP. Saldivar C. A. 2017. Los árboles en el área metropolitana de Monterrey. En arbolado urbano, aves y polinizadores en el entorno de la ciudad. Fondo Editorial de Nuevo León. Pags. 89-102 Van Dersal W.R. 1938. Native wood plants of the United States, their erosion-control and wild life values. United States Department of Agriculture. Miscellaneous publication (303):1-362. Villarreal Q. J.A. y Estrada C. E. 2008. Listados florísticos de México. Flora de Nuevo León. Instituto de Biología, UNAM. 152 PP. Zurita Z. O. (2009) Guía de árboles y otras plantas nativas en la zona metropolitana de Monterrey. Las plantas nues57 �El Urbanita Verde EL CICLO VITAL DE Cycas revoluta Thumb EN EL ÁREA METROPOLITANA DE MONTERREY N.L. F. Elizondo-Silva1 y A.M. Gómez-Bermudez2 1 Preparatoria No. 7, UANL Estudiante de 9o Semestre de la carrera de Biólogo, Facultad de Ciencias Biológicas, UANL 2 Aspectos generales de Cycas Las plantas de la especie Cycas revoluta, reportada por primera vez en 1782, son gimnospermas semileñosas que pertenecen a la familia Cycadaceae que comprende 98 especies y se encuentran en el grupo de plantas vasculares más antiguas, con origen en la era Mesozoica, por lo que son llamadas “fósiles vivientes”. Proceden de las islas Ryu Kyu y el sur de Kyushu en Japón, actualmente está distribuida principalmente en América, África, Asia y Australia (Sánchez, 2015). Los estudios de fósiles de cícadas, destacan su origen evolutivo descendiente de las pteridospermas o helechos con semillas, más concretamente del orden de las Medullosales, plantas con tallo en forma de columna, semejantes a una palmera pequeña o lianas, con grandes hojas compuestas y semillas (Martínez y Artabe, 2017); aparte del parentesco filogenético, una prueba tangible del origen es el circinado que se presenta durante el desarrollo de las hojas jóvenes muy similar a una fronda joven de helecho (Figura 1). Son plantas no ramificadas con hojas largas de coloración verde oscuro pinnaticompuestas opuestas o subopuestas, presentan una pinna con una nervadura central y sin venas secundarias que se agrupan en forma de roseta en los extremos del tallo, el cual, es subterráneo arborescente generalmente cubierto por la base de las hojas, por lo que es común que se les confunda con palmas. Puede alcanzar de 20 a 90 cm de diámetro y hasta siete metros de altura en especímenes adultos, el crecimiento es lento por lo que requiere entre 50 y 100 años para tener dicha altura (Figura 2). 58 Figura 1. Circinado en hojas jóvenes de Cycas El cono femenino está formado por grandes brácteas, que giran en espiral, formando una estructura circular, en cuyo interior se encuentran las semillas que son del tamaño de un limón, de coloración rojoanaranjado que al germinar originan las hojas del nuevo esporofito, que se desarrolla “in situ” sobre el meristemo apical. Las raíces presentan asociación simbiótica con bacterias fijadoras de nitrógeno (Sánchez, 2015). Son dioicas, en las cuales, las estructuras reproductivas se originan en la parte superior del tallo, lo que nos permite identificar las diferencias entre los conos o estróbilos. Antes de la formación de estos, ambos sexos son prácticamente idénticos; en el caso de las plantas masculinas sobresale un cono en la zona central donde contiene los sacos de polen, de coloración amarillo cuando esta activo y café cuando llega a la senescencia. Por su parte, las plantas femeninas muestran las semillas insertas en unas estructuras aterciopeladas en la parte central de PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �color marrón, son hojas carpelares modificadas y presenta el follaje con ángulo de mayor grado debido al megastróbilo que soporta en la parte central de la corona. Presencia del cono femenino, formado por brácteas que producen óvulos Es una especie muy apreciada como ornamental por su resistencia, adaptabilidad, y porque es muy longeva. En la India y China es industrializada para la extracción de “sagú”, la sustancia almidonosa para el espesor de las salsas. En algunas áreas de Japón, India e Indonesia es de importancia alimenticia, aunque existe cierta toxicidad. Con la presencia del estróbilo masculino, se inicia la reproducción sexual Reproducción Los óvulos (semillas) son de color rojo, de 3 a 5 en cada bráctea La nueva planta es la continuidad de la especie A la marchitez del cono femenino, se alterna la reproducción asexual Reproducción sexual En la reproducción sexual, el gameto femenino, es decir el óvulo es de mayor tamaño que el gameto masculino, el cual, no es móvil. Son estrictamente dioicas; en la planta femenina, la reproducción inicia con la aparición del macro esporofito, Por su parte las megasporofilias están dispuestas libremente para formar coronas, cada una tiene forma de hoja. La porción superior de la esporofila es pinnada. Los óvulos están dispuestos en dos filas en la mitad basal de la esporofila. Toda la esporofila y los óvulos jóvenes presentan una cubierta de pelos, la cual se pierde en la madurez. Cada óvulo está cubierto por un solo tegumento masivo. Pero más tarde las células nucleares en esta región se desorganizan para formar una pequeña cavidad llamada cámara de polen. La reproducción asexual se alterna al destruirse el cono femenino dando como resultado la formación de una nueva planta. Por su parte, la reproducción sexual masculina inicia cuando aparece el microesporofito o cono masculino. El número de conos producidos cada año varía de uno a muchos en las plantas masculinas. Cada cono macho tiene forma fusiforme y un eje central. Lleva una serie de microsporofilas dispuestas en espiral. Las microsporofilas son de textura leñosa con forma de cuña. Los sacos de polen cubren la superficie inferior de las microsporofilas. Cada esporofila tiene varios cientos de esporangios. En Cycas se produce una gran cantidad de esporas. PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 Cono masculino formado por brácteas que generan los granos de polen Con la marchitez del estróbilo origina la reproducción asexual La nueva planta es el resultado de la alternancia de la reproducción 59 �Figura 2. Secuencia de crecimiento vegetativo en Cycas revoluta Un tubo de polen crece del grano de polen y penetra en el nucelo. El grano de polen se vuelve inactivo durante unos cuatro meses, después de eso se reanuda su actividad. Aparecen dos blefaroplastos en los dos lados del núcleo, estos, desarrollan cilios. La célula del cuerpo luego se divide en dos antherozoides. En el momento de la fertilización, el tejido nucelar entre la cámara de polen y la cámara arqueológica se desorganiza. La punta del tubo de polen se rompe liberando dos gametos masculinos y contenidos líquidos. Solo un espermatozoide ingresa en cada arquegonio a través del cuello. Solo el núcleo masculino del esperma se fusiona con el núcleo del óvulo para formar un cigoto u oospora (2x). La reproducción asexual se alterna con la desaparición del cono masculino, lo cual da origen a una nueva planta (Vishnupriya, 2016). Reproducción asexual Pueden generar clones (reproducción asexual), de un tallo se forma un estolón que se ancla en el suelo y este nuevo individuo se separará completamente de la planta madre, esto serán clones. Es el método más simple, y puede darse por el crecimiento de hojas en el centro de la roseta del meristemo, generando así, un incipiente de primordio de hojas jóvenes, las cuales están rodeadas por una corona de hojas maduras. También puede producirse por medio de “hijuelos” que emergen al lado de la planta madre, es decir, mediante la formación de brotes adventicios que se desarrollan en el tallo en la axila de las hojas de escamas. Consiste en un tallo inactivo en el centro cubierto por numerosas hojas escamosas de color marrón. Al despegarse del tallo, comienza a germinar produciendo muchas raíces desde el lado inferior y una hoja hacia el lado superior (Figura 3). Figura 3. Reproducción por “hijuelos” (asexual) mediante brotes adventicios en el tallo de Cycas revoluta 60 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Figura 4. Reproducción asexual que da lugar a brotes anclados en el suelo separados de la planta madre Por otra parte, del tallo o alrededor del puede formarse un estolón que se ancla en el suelo y este nuevo individuo se separara completamente de la planta madre, que es una característica de subsistencia de la especie (Figura 4). La división del meristemo apical o división dicotómica puede dar lugar a la generación de dos plantas en el mismo tallo, si la planta es de sexo masculino dará lugar a otra planta del mismo sexo (Figura 5). Enfermedades Cycas revoluta puede presentar enfermedades provocadas por hongos como Alternaria sp., Fusarium oxysporum, Pestalotia cycadis y Phomopsis cycadiana que se presentan como manchas en hoja, pudriciones de la raíz causado por el hongo Clitocybe tabescens o pudriciones de la corona por Ganoderma sp (Naranjo, 2011). A sí mismo, las principales plaga especifica de cicas es Aulacaspis yasumatsui, escama del orden Hemiptera, causando inicialmente puntos cloróticos sobre las hojas, posteriormente la escama cubrirá toda la planta, incluyendo las raíces. Referencias Martínez L. y Artabe A. 2017. Cícadas, fósiles vivientes del reino vegetal. Distribución geográfica del orden de Cycadales. 37-38. http://naturalis.fcnym.unlp.edu.ar/ repositorio/_documentos/sipcyt/bfa005670.pdf Naranjo C. 2011. Evaluación de alternativas para el combate de la escama de las cicas (Aulacaspis yasumatsui) (Hemiptera: Diaspididae) en cultivo de Cycas revoluta, Santa Clara, San Carlos. 7-9 Sánchez M. 2015. Cycas revoluta Thunb. Generalidades Manejo del cultivo y Enfermedades. 1-5. Disponible en https://www.researchgate.net/ publication/326186975_Cycas_revoluta_Thunb_Generalidades _Manejo_del_cultivo_y_Enfermedades Vishnupriya R. 2016. Cycas: Distribution, Reproduction and Economic Importance. Biology Discusion. Consultado el 10 de febrero del 2020 http:// www.biologydiscussion.com/gymnosperm/cycas/cycasdistribution reproduction-and-economicimportance/53265 Figura 5. Reproducción asexual por generación dicotómica PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 61 �Solo Ciencia LAS PLANTAS Y LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LAS CIUDADES A.M. Gómez-Bermúdez, A. Rocha-Estrada, M.A. Guzmán-Lucio, S.M. Salcedo-Martínez y M.A. Alvarado-Vázquez* Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica Ave. Pedro de Alba s/n, Ciudad Universitaria 66455, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México *marco.alvaradovz@uanl.edu.mx U na de las problemáticas más importantes de la actualidad es la contaminación del aire, la cual hace referencia a la presencia de sustancias tóxicas en la atmósfera, principalmente como consecuencia de actividades antropogénicas (Figura 1) y en menor medida de fenómenos naturales tales como erupciones volcánicas, polen en suspensión e incendios forestales, por consiguiente se presentan efectos perjudiciales ambientales, sociales y económicos por lo que se ha convertido en una de las principales prioridades a mitigar. estima que alrededor del 88% de la población urbana inhala aire cuyos niveles de contaminación superan los límites de los valores recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Los valores para partículas menores a 10 micrómetros (PM10) tienen un límite de 50 µg/m3, como promedio de 24 horas y de 20 µg/m3, como promedio anual. Por su parte las PM 2.5 tiene un límite de 25 µg/m3, de media en 24 horas y de 10 µg/m3, como media anual (Organización Mundial de la Salud, 2018). Las áreas urbanas están en constante crecimiento, eliminando gran parte de las áreas vegetales y por lo tanto expuestas a una mayor cantidad de contaminantes, los cuales, debido a distintos gases y material particulado compuesto principalmente por sulfatos, amoniaco, nitratos, cloruro de sodio, hollín, polvos minerales y agua tienen un impacto negativo sobre los ecosistemas, la salud Figura 1. Vínculos primarios entre presiones, estado e impactos de la contaminación atmosférica. Fuente: Glohumana y la reducbal Environment Outlook Geo-6 Healthy planet, Healthy people, 2019. https://content.yudu.com/ ción de visibilidad. Se web/2y3n2/0A2y3n3/GEO6/html/index.html?page=140&origin=reader 62 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Los registros de los altos niveles de contaminación por material particulado están estrechamente correlacionados con las enfermedades respiratorias y cardiovasculares por su capacidad de introducirse y penetrar más profundamente en los alvéolos pulmonares. Los niños están más propensos a riesgos medioambientales que los adultos, puesto que, existe una inmadurez anatomofisiológica y sus sistemas corporales aún se están en desarrollo (Linares y Díaz, 2009). De acuerdo a los datos de la OMS cada año la contaminación del aire causa 4.2 millones de muertes prematuras, de las cuales el 91% se origina en países de ingresos bajos. Por otra parte la vegetación, principalmente el arbolado urbano, influye en la calidad ambiental y por consiguiente en la salud humana, ya que mejora la calidad del aire, provee hábitats para aves y pequeños insectos, genera sombra que contribuye a controlar la temperatura, provee sitios de recreación, aumenta el valor patrimonial, a su vez, gracias a las características morfológicas y químicas de las plantas, la vegetación urbana contribuye en la dispersión de los contaminantes y al actuar como un filtro biológico para la deposición de los mismos. blema se agudizó, puesto que el sistema de transporte, el constante crecimiento y la manera de establecimiento de las ciudades accedió a la introducción y deposición de contaminantes; de la misma manera, esto ha generado la tala de millones de hectáreas de áreas vegetales para el asentamiento urbano. Más de la mitad de la población mundial habita en ciudades y se calcula que para el año 2050 alrededor del 70% de la población será urbana. La ONU indica que anteriormente para 1990 existían 10 mega ciudades, es decir áreas urbanas de al menos 10 millones de habitantes; en la actualidad hay 28, abanderado por Tokio, Nueva Delhi, Shanghái, Ciudad de México y Sao Paulo; lo cual está asociado a los principales emisores de gases de efecto invernadero; siendo China el principal en encabezar la lista (Figura 2). En busca de la comodidad y accesibilidad a las cosas, los avances tecnológicos tienen un crecimiento apresurado y el mal uso de estos ha afectado el medio ambiente, generando cambios significativos en la composición de la atmósfera que afecta directamente al ser humano y la destrucción de hábitats. Las ciudades como principales fuentes de contaminación La baja calidad del aire urbano es un grave problema local y globalmente. Aunque la contaminación atmosférica de origen antropogénico existe desde el origen del hombre con el descubrimiento del fuego; fue a partir de la revolución industrial y del uso de combustibles Figura 2. Principales emisores de gases de efecto invernadero sin incluir las emisiones de cambio de uso de tierra, en términos absolutos (izquierda) y per cápita (derecha). Fuente: Informe sobre la disparidad en las emisiones fósiles que el prode 2019, ONU. https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/30798/EGR19ESSP.pdf?sequence=17 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 63 �De acuerdo a Maldonado (2009), en promedio, un área urbana que cuenta con un millón de habitantes cada día consume 625.000 mts³ de agua, 2.000 toneladas de alimentos y 9.500 toneladas de combustible, lo que por consecuencia genera 500.000 mts³ de aguas residuales, 2.000 toneladas de desechos sólidos y 950 toneladas de contaminantes atmosféricos; esto sin tomar en cuenta los procesos industriales. Actualmente cientos de ciudades en el mundo tienen problemas como consecuencia de la contaminación, lo cual se hace más notorio en los efectos del cambio climático. La emisión de CO2 de las grandes ciudades de los Estados Unidos de América es mayor que el total de su área continental, en Phoenix se cuentan con registros donde durante la época de invierno la concentración de este gas es 24% superior en este sitio que en las áreas rurales de los alrededores. El crecimiento económico exponencial de China en las últimas décadas, deja visible la degradación ambiental que permitió el desarrollo del país, lo que conlleva cada año a miles de muertes prematuras, daño en infraestructuras, pérdida de cultivos, mayor número de catástrofes naturales e incremento de costes sanitarios y de limpieza; lo que la ha colocado mundialmente como el país más contaminando, lo que es un reto satisfacer las necesidades de su creciente población de transporte, vivienda, energía, empleo y servicios de salud. De igual manera, La India es uno de los países con menor urbanización, pero su población urbana es la segunda más grande del mundo y una de sus mayores preocupaciones es la contaminación del aire, principalmente por las industrias, el incremento de vehículos y la quema doméstica de combustibles que generan cantidades importantes de contaminantes. El número absoluto de vehículos en la India es de 89,618,000, mayor que en Alemania, siendo 50,184,000; con lo anterior ocupa el primer lugar en países más congestionados por tráfico vehicular; es una necesidad emergente debido a la falta de transporte público y la expansión horizontal de las ciuda64 des que incrementa la duración del viaje, perdiendo alrededor de 10 días 3 horas atascado en el tráfico durante 1 año; aunado a la tecnología obsoleta de los automóviles y con ello las emisiones que esto ocasiona. En cuanto al sector doméstico el uso de combustibles de biomasa y estufas abiertas conlleva a problemas de salud (Ghosh y Kansal, 2014). Asimismo la Ciudad de México presenta una alta densidad poblacional e industrial, por lo que no es novedad que se involucre en problemas ambientales. El ozono es uno de los principales problemas, encontrándose en un 80% de los días del año por encima de los límites permitidos, la mayor concentración de contaminantes proviene de los automóviles, por lo que a partir de 1989 el gobierno implementó el programa “hoy no circula" en días de contingencia de emergencia; no obstante, la solución implica necesariamente en un cambio cultural respecto a la relación con el medio ambiente para aceptar y ser responsables de acciones cotidianas que contribuyan al mejoramiento. Japón por su parte, ha implementado medidas a favor del medio ambiente, con la creación de entidades para la preservación de la naturaleza, normas dentro de industrias, la aportación a otros países para el uso de políticas ambientales y la creación de nuevas tecnologías para hacer un uso eficiente y sustentable de energía. Efectos de la contaminación Entre los efectos principales y más inmediatos de la contaminación se puede mencionar el deterioro de la salud humana, efectos en ecosistemas y edificios, reducción de visibilidad y efectos negativos en plantas. Asimismo hay contaminantes que ocasionan efectos globales como el efecto invernadero, a destrucción de la capa de ozono y el cambio climático. Efectos en la salud El primer caso con efectos graves, es el conocido como la “niebla tóxica londinense” de diciembre de PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �1952, donde los altos niveles de las concentraciones de contaminantes provocaron alrededor de 4,000 fallecimientos humanos y el deterioro de los bosques europeos por la lluvia ácida. Actualmente aunque las concentraciones de contaminantes son diariamente monitoreadas, las exposiciones por largos periodos de tiempo incluso a niveles por debajo de las normas internacionales se asocia al deterioro de la salud humana. La principal vía de las partículas contaminantes es inhalatoria, por consiguiente, los problemas que acarrean son respiratorios, como por ejemplo, bronquitis, asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica y neumonía; en el sistema cardiovascular como arritmias e infartos; y otros como conjuntivitis. Lo anterior depende del tipo de contaminante y el tiempo de exposición. El monóxido de carbono (CO) es altamente tóxico, inhalado en pequeñas cantidades puede producir hipoxia, daño neurológico y posiblemente la muerte y una característica peligrosa está relacionada a que carece de olor y sus síntomas pueden ser mareo y dolor de cabeza seguido de inconsciencia, falla respiratoria y muerte. Por su parte, el dióxido de azufre (SO3) y el dióxido de nitrógeno (NO2) irritan las vías respiratorias y puede provocar bronquitis. En cuanto a las partículas PM 2.5 y PM10 agravan el asma y enfermedades respiratorias cardiovasculares, su exposición crónica puede ocasionar la muerte. Datos de investigación en la Ciudad de México, muestran un incremento de la mortalidad asociado simultáneamente a ozono, bióxido de azufre y partículas totales en suspensión con un incremento del 6% en la mortalidad por cada 100 mg/m3. Efectos en ecosistemas e infraestructuras Los efectos de la contaminación también dañan los ecosistemas naturales, los monumentos históricos y la infraestructura urbana. La presencia de partículas en el aire por la quema de combustibles fósiles produce dióxido y trióxido de azufre y óxido de nitrógeno que al entrar en contacto con agua en suspensión en la atmósfera genera lluvia ácida que al PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 caer acidifica los diminutos poros de las hojas, obstruyendo el proceso de fotosíntesis, así como la degradación de los suelos, por otra parte, este efecto contribuye a la disminución de peces y otros organismos acuáticos al acidificar lagos, ríos y arroyos. Los edificios, estatuas y esculturas también tienen impactos negativos por la lluvia ácida y la sedimentación de estas partículas al contribuir a la corrosión de los metales y al deterioro de la pintura y la piedra. Los contaminantes se esparcen a largas distancias de sus puntos de origen hasta niveles peligrosos gracias al movimiento de masas de aire provocado por eventos meteorológicos. La temperatura del aire determina los movimientos del mismo y las condiciones de estabilidad o inestabilidad. Las características geográficas influyen en la acumulación de los contaminantes, las zonas en donde hay presencia de montañas frenan el viento, favoreciendo su acumulación. Por otro lado, las ciudades influyen en el movimiento de las masas de aire, disminuyendo su velocidad y generando turbulencias que mantiene las partículas contaminantes en la misma zona. Estas sustancias incluyen varios gases y partículas minúsculas o materia de partículas que pueden ser perjudiciales para la salud humana y el ambiente; es por ello que esto es el efecto que generalmente en las ciudades se identifica la reducida visibilidad. No obstante, la presencia de arbolado urbano contribuye a la dispersión de contaminantes y a determinar el flujo del viento. Efectos sobre la vegetación urbana La contaminación puede llegar a debilitar a los árboles y provocar la susceptibilidad al ataque de patógenos e insectos. Los daños causados al follaje tales como necrosis, clorosis, pigmentación y manchado de las hojas, manchas es provocado por las elevadas concentraciones de agentes fitotóxicos. Ozono. Plantas expuestas a grandes cantidades de ozono pueden desarrollar manchas irregulares y a menudo de color canela, marrón o negro (Figura 3). 65 �Algunas hojas pueden tener un aspecto bronceado o rojo, generalmente como precursor de la necrosis. El efecto combinado del ozono y de peroxiacetilnitratos suele ser severa en coníferas. Dióxido de azufre. Puede causar daño si se da por exposición a altas concentraciones o por exposiciones menores durante largos periodos de tiempo. El daño agudo se manifiesta en cambios de coloración entre las nervaduras y márgenes foliares en hojas anchas y necrosis apical en coníferas sensibles. La exposición crónica provoca amarillamiento en las hojas y llegando a acumular grandes cantidades de sulfato (Figura 4). Figura 3. Lesiones por ozono en el follaje de la soja (Gheorghe y Ion., 2011). Fluoruros. Primero se acumulan en las hojas y luego se trasladan hacia las puntas y los márgenes de las hojas. Los síntomas de la lesión se producen solo después de alcanzar un nivel crítico de flúor. Provocan clorosis y amarillamientos en ápices y bordes de las hojas (Figura 5). Amoniaco: Síntomas de la lesión: los síntomas visibles más comunes en las coníferas son decoloración negra, quemaduras y abscisión de agujas. En las hojas de angiosperma, los síntomas comunes son apariencia empapada de agua que luego se torna negra provocando necrosis intercostal, leve lesión de la superficie superior (Figura 6). Para contar con una mejor administración y beneficio del arbolado urbano es importante tener en cuenta la zonificación para el manejo de especies de acuerdo con las zonas de exposición a las diferentes concentraciones dentro de las ciudades; de lo que se tiene zonas con muy alta, alta, media y baja concentración de contaminantes y establecer el tipo de especies de acuerdo a su sensibilidad a los contaminantes atmosféricos. De acuerdo con el catálogo de especies del Manual Técnico para el Establecimiento y Manejo Integral de las Áreas Verdes Urbanas del Distrito Federal (2009), algunas especies resistentes a concentraciones muy altas de partículas son acacia (Acacia longifolia), madroño (Arbutus laurina), tepozán (Buddleia cordata), retama (Cassia tomentosa), Eucalipto (Eucalyptus camaldulensis y E. robusta), magnolia (Magnolia grandiflora). 66 Figura 4. Lesiones agudas por Dióxido de azufre en hojas de frambuesa (Gheorghe y Ion, 2011). Figura 5. Lesiones por fluoruro en el follaje de ciruela (Gheorghe y Ion, 2011). Figura 6. Graves lesiones de amoníaco en el follaje de manzana (Gheorghe y Ion, 2011). PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Especies resistentes a concentraciones altas como tejocote (Crataegus mexicana), ciprés italiano (Cupressus sempervirens) y ficus (Ficus benjamina); a concentraciones medias se pueden mencionar algunos como huizache (Acacia farnesiana) y limón (Citrus limon); finalmente las especies tolerantes a las concentraciones bajas son abies (Abies religiosa), cedro blanco (Cupressus lindleyi) y trueno común (Ligustrum vulgare). Árboles como filtro biológicos de la deposición de contaminantes atmosféricos La vegetación de los ecosistemas urbanos provee servicios ambientales para la mitigación de emisio- nes de contaminantes atmosféricos, generación de oxígeno, el ahorro de energía, aumento en la captación de agua de lluvia, amortiguamiento del impacto de fenómenos naturales, la disponibilidad de más hábitats para la biodiversidad y áreas de recreación (Figura 7). Para tener un buen aprovechamiento de los árboles presentes en las ciudades, se debe considerar principalmente la función de estos y las condiciones del sitio para seleccionar el tipo de especie más adecuada, de esta manera la arborización debidamente administrada y constituida no sólo es un componente más de la infraestructura urbana, sino que también provee beneficios para la salud y la recrea- Figura 7. Interconexiones entre los seres humanos, la biodiversidad, la salud del ecosistema y la provisión de servicios ecosistémicos (Global Environment Outlook Geo-6 Healthy planet, Healthy people, 2019. https://content.yudu.com/web/2y3n2/0A2y3n3/GEO6/html/ index.html?page=140&origin=reader) PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 67 �ción de la ciudad, al apoyar un crecimiento urbano bajo criterios de sostenibilidad. Los árboles pueden eliminar contaminantes obstruyendo partículas en el aire, posteriormente algunas de ellas son absorbidas y otras retenidas en la superficie de las hojas. El proceso de fotosíntesis contribuye a través de la absorción de altas cantidades de material particulado mediante los estomas de las hojas, en particular CO2 y O3. Una vez dentro de las hojas, los gases se propagan en los espacios intercelulares y pueden ser embebidos por películas de agua para formar ácidos o reaccionar con las superficies internas de la hoja. La capacidad de retención de partículas depende principalmente de las características anatómicas de las plantas, principalmente de aquellas de la superficie de las hojas, como la rugosidad superficial, tricomas y capa de cera epicuticular, pero no de la venación y forma foliar (Egas et al., 2018) (Figura 8). Si la deposición se da en hojas cerosas, la pérdida de partículas por viento o lluvia es menor. Las mediciones en 13 especies de plantas indicaron que aproximadamente el 60% del depósito de partículas se lavó con agua, mientras que el 40% se encontraba en la capa de cera, esto debido a que las partículas, principalmente la fracción más gruesa, se eliminan de la superficie de las hojas durante la lluvia. Asimismo, la transpiración libera agua en forma de vapor, comportándose como un “aire acondicionado” que regula el microclima de las grandes urbes. Ahora bien, otro de los efectos favorables de los árboles tiene que ver con la radiación solar que, por medio de la sombra que estos generan, se reduce y los árboles son capaces de absorber calor y controlar la temperatura del viento; por tanto, en este sentido las especies perennes son mejores que las caducas. De la misma manera, Hewitt et al., (2019) indican Figura 8. El panel central representa una parte aérea de una planta. El panel de la derecha muestra una sección transversal esquemática ampliada de una hoja donde la superficie de la hoja y los tricomas pueden retener material particulado (PM) y los estomas adsorben o absorben PM, y cómo las hojas pueden asimilar SO2, NO2 y CH2O (formaldehído) a compuestos orgánicos simples, aminoácidos o proteínas. El panel izquierdo representa una superficie foliar ampliada con bacterias, que pueden biodegradar o transformar compuestos orgánicos volátiles en otros menos tóxicos o no tóxicos como el benceno (Xiangying et al., 2017). 68 PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �que las plantas con mayor área de superficie, mayores tasas de transpiración y períodos más largos con hojas resultan con una mayor deposición. Por lo cual, la selección de especies es crítica para lograr una mayor eliminación de contaminantes, al igual que la morfología de las hojas debe ser considerada en combinación con área de superficie. Por lo anterior diversos estudios revelan que los bosques urbanos son una estrategia para disminuir los niveles de contaminación de las ciudades. De acuerdo con Nowak et al., (2009) la eliminación total del aire contaminado (5 contaminantes) por árboles urbanos en los Estados Unidos colindantes se estima en 71 1,000 t, con un valor anual de $ 3.8 mil millones y el arbolado de Houston TX, retiene 2,340 toneladas de contaminantes atmosféricos anualmente y Nueva York 1,790 toneladas, en el que se menciona el mayor efecto de los árboles urbanos sobre contaminantes como el ozono, el dióxido de azufre y el dióxido de nitrógeno es durante el día cuando los árboles transpiran agua, aunque la eliminación se produce tanto de día como de noche y durante todo el año a medida que las partículas son retenidas por las hojas y la corteza. Un estudio sugirió que la vegetación total existente en el Reino Unido reduce la concentración superficial anual promedio en aproximadamente un 10% para PM2.5, 6% para PM10, 13% para O3, 24% para NH3 y 30% para SO2. Por su parte en Beijing, una población de más de dos millones de árboles removió 1.261 toneladas de contaminantes; de los cuales, las partículas suspendidas entre 5 y 10 μm (PM5 y PM10) fueron las principales. Infraestructuras verdes para la mitigación de partículas contaminantes Las infraestructuras verdes, tales como azoteas y paredes verdes son una forma de brindar servicios ambientales a las ciudades, debido a la disminución de espacio por el crecimiento de las ciudades. Destaca su participación en la reducción de la temperatura de los edificios y de los efectos de las islas de calor urbana, además, proveen un hábitat ideal para la conservación de especies principalmente de polinizadores y favoreciendo la agricultura urbana (Figura 9). Lo anterior ha mostrado una elevada po- Figura 9. Beneficios de infraestructuras verdes (Center for Neighborhood Technology , 2010). PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 69 �tencialidad para la mitigación de los efectos de la contaminación atmosférica y el cambio climático, puesto que su biomasa puede actuar como sumidero de carbono. Al tratarse de espacios urbanos, este es el inicio de un proceso de ordenamiento de las ciudades sustentables que permita la revaloración de ecosistemas naturales y los servicios relacionados que estos proveen, además sitúa a la conciencia sobre calles, edificios y parques verdes como el medio que permite lograr la conexión entre los aspectos urbanos y naturales o para conectar zonas naturales subsistentes; reduciendo de esta manera la fragmentación de hábitats. Azoteas verdes (Green roofs). Es principalmente el techo de un edificio que es cubierto de vegetación, utilizado ampliamente para gestión de absorción aguas pluviales y potencial de ahorro de energía e islas de calor urbano; además provee beneficios estéticos (Figura 11). Ejemplos de infraestructura verde Un jardín de lluvia o cuenca de biorretención. Es una depresión plantada para absorber el agua de lluvia de áreas como techos, entradas de vehículos y pasillos; los cuales reducen la escorrentía al permitir que las aguas pluviales penetren en el suelo, en lugar de fluir hacia los desagües que puede causar erosión (Figura 10). Figura 11. Ejemplo de azoteas verdes (Center for Neighborhood Technology , 2010). Pavimento permeable (Permeable pavement). Permite la absorción e infiltración de agua de lluvia (Figura 12) y nieve derretida en el sitio. Tiene el potencial de reducir el uso de energía al disminuir la temperatura del aire circundante, que a su vez reduce la demanda de sistemas de enfriamiento dentro edificios. Figura 10. Ejemplo de infraestructura de Biorretención (Center for Neighborhood Technology , 2010 ). Biorretención e infiltración (Bioretention and infiltration). Consisten en un curso de desagüe de pendiente suave y relleno de composta y vegetación, promueve la infiltración reduciendo la velocidad de flujo del agua de escorrentía de aguas pluviales; lo que ayuda a atrapar contaminantes. 70 Figura 12. Ejemplo de pavimento permeable (Center for Neighborhood Technology , 2010). PLANTA Año 15 No. 26, Diciembre 2019 �Sistema de captación de agua de lluvias (wáter harvesting). Consiste en un tanque de agua que se utiliza para recoger y almacenar agua de lluvia, generalmente desde los tejados a través de canales de lluvia. Los tanques de agua de lluvia recolectan y almacenan la lluvia cosechada para uso doméstico, riego de jardines, lavado de autos, agricultura (Figura 13). Agricultural Sources. 250-260. https:// apps.who.int/iris/bitstream/ handle/10665/250141/9789241511353-eng.pdf? sequence=1 Ghosh R. y Kansal A. 2014. El desafío urbano en la India y la misión por un hábitat sustentable. Interdisciplina 2(2): 141-45. 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No rememores dolores y sufrimientos antiguos. ¡Lo que pasó, pasó! De ahora en adelante procura construir una vida nueva, dirigida hacia lo alto y camina hacia delante, sin mirar hacia atrás. Haz como el sol que nace cada día, sin acordarse de la noche que pasó. Sólo contempla la meta y no veas que tan difícil es alcanzarla. No te detengas en lo malo que has hecho; camina en lo bueno que puedes hacer. No te culpes por lo que hiciste, más bien decídete a cambiar. No trates que otros cambien; sé tú el responsable de tu propia vida y trata de cambiar tú. Deja que el amor te toque y no te defiendas de él. Vive cada día, aprovecha el pasado para bien y deja que el futuro llegue a su tiempo. No sufras por lo que viene, recuerda que “cada día tiene su propio afán”. Busca a alguien con quien compartir tus luchas hacia la libertad; una persona que te entienda, te apoye y te acompañe en ella. Si tu felicidad y tu vida dependen de otra persona, despréndete de ella y ámala, sin pedirle nada a cambio. Aprende a mirarte con amor y respeto, piensa en ti como en algo precioso. Desparrama en todas partes la alegría que hay dentro de ti. Que tu alegría sea contagiosa y viva para expulsar la tristeza de todos los que te rodean. La alegría es un rayo de luz que debe permanecer siempre encendido, iluminando todos nuestros actos y sirviendo de guía a todos los que se acercan a nosotros. Si en tu interior hay luz y dejas abiertas las ventanas de tu alma, por medio de la alegría, todos los que pasan por la calle en tinieblas, serán iluminados por tu luz. Trabajo es sinónimo de nobleza. No desprecies el trabajo que te toca realizar en la vida. El trabajo ennoblece a aquellos que lo realizan con entusiasmo y amor. No existen trabajos humildes. Sólo se distinguen por ser bien o mal realizados. Da valor a tu trabajo, cumpliéndolo con amor y cariño y así te valorarás a ti mismo. Dios nos ha creado para realizar un sueño. Vivamos por él, intentemos alcanzarlo. Pongamos la vida en ello y si nos damos cuenta que no podemos, quizás entonces necesitemos hacer un alto en el camino y experimentar un cambio radical en nuestras vidas. Así, con otro aspecto, con otras posibilidades y con la gracia de Dios, lo haremos. No te des por vencido, piensa que si Dios te ha dado la vida, es porque sabe que tú puedes con ella. El éxito en la vida no se mide por lo que has logrado, sino por los obstáculos que has tenido que enfrentar en el camino. Tú y sólo tú escoges la manera en que vas a afectar el corazón de otros y esas decisiones son de lo que se trata la vida. Que este día sea el mejor de tu vida Siempre es hoy, el eterno presente � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Planta Description An account of the resource Planta es una revista de divulgación científica enfocada a la difusión del conocimiento botánico en todas sus ramas, especialmente, el que es generado en nuestra región. Incluye, entre otras, las secciones Editorial, Personajes de la botánica, Conoce tu flora, Flora amenazada, Etnobotánica, Flora urbana, Desarrollo sustentable y Agenda botánica; además de artículos de investigación inéditos o revisiones bibliográficas sobre una amplia variedad de tópicos relacionados con el estudio de las plantas. Inició en el 2005, su periodicidad es semestral y sigue activa. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Planta Año de publicación El año cuando se publico 2019 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 15 Número Número de la revista 26 Mes de publicación Mes cuando se publicó Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://revistaplanta.uanl.mx/index.php/p/issue/archive Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Planta, 2019, Año 15, No 26, Diciembre Creator An entity primarily responsible for making the resource González Rojas, José Ignacio, Director Subject The topic of the resource Tecnología Ciencia Biología Botánica Flora Urbana Desarrollo Sustentable Description An account of the resource Planta es una revista de divulgación científica enfocada a la difusión del conocimiento botánico en todas sus ramas, especialmente, el que es generado en nuestra región. Incluye, entre otras, las secciones Editorial, Personajes de la botánica, Conoce tu flora, Flora amenazada, Etnobotánica, Flora urbana, Desarrollo sustentable y Agenda botánica; además de artículos de investigación inéditos o revisiones bibliográficas sobre una amplia variedad de tópicos relacionados con el estudio de las plantas. Inició en el 2005, su periodicidad es semestral y sigue activa. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Alvarado Vázquez, Marco Antonio, Editor Responsable Salcedo Martínez, Sergio, Editor Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2019-12-20 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021552 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, N.L., México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. 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